Unité du champ magnétique

Qu’est qu’un champ ? Un champ est un outil physique qui associe à chaque point de l’espace une grandeur physique, ce champ dépend de la position et du temps.

Lorsqu’un champ ne dépend pas de la position, on dit qu’il est uniforme.
Lorsqu’un champ ne dépend pas du temps, on dit qu’il est stationnaire.

Le champ peut être scalaire (température, pression…), vectoriel (vitesse des particules d’un fluide, champ électrique, champ magnétique…) ou tensoriel (comme le tenseur de Ricci en relativité générale).

Exemples :

– Le champ scalaire est caractérisé uniquement par une valeur, comme la température :

– Le champ vectoriel est caractérisé par la donnée d’une norme, d’une direction et d’un sens, comme la vitesse du vent :

Nous n’allons nous intéresser qu’au champ magnétique (vecteur B), et plus particulièrement à son unité. Le champ magnétique est un champ de force, généralement créé par des aimants, les pôles terrestres, mais aussi par des courants électriques. L’intensité du champ diminue à mesure qu’on augmente la distance à sa source. Le champ magnétique est mesuré en Tesla (T) (ou Gauss (G)).

Toutefois, dans certains exercices, il est bon de connaître les unités précises qui composent le Tesla.. et pour cela deux méthodes existent, l’une est plus rigoureuse (c’est celle qui faut utiliser sur une copie), l’autre est plus originale (et ne doit être utilisée que sur un brouillon).

– La première méthode consiste à faire une analyse dimensionnelle à partir d’une formule importante, la force de Lorentz :

Ce n’est pas précisé sur l’illustration, mais le vecteur B correspond au champ magnétique (en Tesla (T)), q correspond à la charge (en ampère par seconde, A/s), le vecteur v à la vitesse (en mètre par seconde, m/s) et le vecteur F à la force (en Newton, N : kg.m.s-2, dont l’astuce pour s’en souvenir est : ICI). De plus, le M correspond à la masse, le L correspond à la distance, le T correspond au temps et le I correspond à l’intensité.

– La deuxième méthode n’est pas rigoureuse sur le plan scientifique, mais elle pourra toujours vous sauver en cas d’oubli d’une formule comme celle utilisée dans la première méthode, ou vous faire gagner du temps lors d’un examen !

Cette astuce consiste à transformer le nom TESLA en « T’ES LA ? » et de l’écrire à la verticale, de la manière suivante, afin d’y retrouver directement les unités du Tesla !

Ainsi, pour cette astuce, il faut se dire que le T est au rez-de-chaussé (soit à l’étage 0) et que le T correspond à Tonne qui fait penser à kilo (kg) ! Ensuite, le S est au moins (-) deuxième étage, il correspond aux secondes (s-2), et enfin le A est au moins (-) premier étage, il correspond aux ampères (A-1). On obtient doit : T : kg.s-2.A-1 !