Électromagnétisme

L'électromagnétisme est la branche de la physique qui étudie le champ électromagnétique et son interaction avec les particules dotées d'une charge électrique.

Le concept de champ électromagnétique a été forgé au xixe siècle pour décrire de manière unifiée les phénomènes électriques et magnétiques. Des phénomènes tels que l'induction montrent en effet que les champs électrique et magnétique sont liés:

  • un champ magnétique variable engendre un champ électrique,
  • un champ électrique variable est source d'un champ magnétique.

Cet effet de couplage entre les deux champs n'existe pas en électrostatique et en magnétostatique. Lorsque les distributions de charge et de courant sont statiques, les champs électriques et magnétiques leur sont en effet directement reliés, de sorte que les champs ne sont pas des variables dynamiques indépendantes. En revanche, le couplage entre les deux champs est la source d'une dynamique complexe (retard, propagation, ...), qui élève le concept de champ électromagnétique au rang de véritable système physique doté d'une énergie et d'une impulsion ainsi que d'une dynamique propre.

L'électromagnétisme se base sur une théorie de l'électrodynamique pour décrire le couplage entre le champ électromagnétique et le système mécanique que sont les charges électriques. L'électrodynamique classique utilise par exemple un faible nombre d'équations fondamentales :

  • Les équations de Maxwell déterminent le champ électromagnétique à partir des sources que sont les charges et les courants.
  • Le champ exerce quant à lui sur la matière une action mécanique, la force de Lorentz, qui est la description classique de l'interaction électromagnétique.

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