Force d'Ampère

Règle du pouce droit

Règle de la main gauche de Fleming

Larègle de la main gauche de Fleming montre la direction de la poussée sur un conducteur transportant un courant dans un champ magnétique, Wikimedia Commons CC-BY-SA-3.0.

Expérience de la force d'Ampère

Ampère a découvert pour la première fois le phénomène d'une force agissant entre deux fils. Il a remarqué qu'une aiguille de boussole déviait perpendiculairement lorsqu'elle était approchée d'un conducteur porteur de courant. Ses expériences suivantes ont consisté à étudier la force agissant sur deux fils conducteurs en faisant varier :

• le courant qui les traverse

• le sens des courants

• La distance entre les fils et

• Enfin, la longueur des fils

Il a constaté que deux fils parallèles parcourus par un courant dans le même sens s'attirent et se repoussent si les sens des courants qui les traversent sont opposés. Et si les deux fils sont placés perpendiculairement l'un à l'autre, alors la force agissant entre eux sera nulle.

L'équation de la force d'Ampère

Il existe une dérivation mathématique compliquée pour la force entre deux fils que tu n'as pas besoin de connaître pour ton examen GCSE !

Nous savons que la force d'Ampère est proportionnelle à la longueur du fil et au courant qui les traverse. La force d'Ampère entre deux fils parallèles peut être obtenue comme suit :

Force d'Ampère entre deux fils parallèles, Wikimedia Commons

Si nous plaçons deux fils transportant un courant de $1\mathrm{A}$ parallèlement l'un à l'autre, séparés par une distance de $1\mathrm{m}$. La force entre eux sera alors égale à$2\times {10}^{-7}\mathrm{N}$. Ceci peut également être utilisé pour définir la valeur de $1\mathrm{A}$. Nous savons que l'ampère est l'unité standard du courant.$1\mathrm{A}$peut également être défini comme le courant circulant dans des fils parallèles à une distance de$1\mathrm{m}$l'un de l'autre, ce qui produit une force de$2x{10}^{-7}\mathrm{N}$.

La force d'Ampère présente quelques propriétés intéressantes.

• La force est attractive par nature lorsque le courant circule dans les deux fils dans la direction opposée.

• La force est de nature répulsive lorsque le courant circule dans le même sens.

• La force est nulle lorsque les deux fils sont perpendiculaires l'un à l'autre.

• La force augmente lorsque l'intensité du courant dans les fils augmente.

• Elle est également inversement proportionnelle à la distance entre les fils.

Force longitudinale d'Ampère

Ampère a par la suite découvert une force supplémentaire qui agirait le long de l'axe du fil porteur de courant. Cette force est appelée force longitudinale d'Ampère. Cette force de traction avait tendance à étirer les fils transportant des courants importants. C'est ce qu'on appelle la tension d'Ampère. Lorsqu'il est exposé à son champ magnétique, le fil subit une force longitudinale qui l'étire.