III.1.1 Ampère fait naitre l’électromagnétisme
III.1.2 Faraday et le concept de propagation de champ
III.1 Les débuts de l’electromagnétisme : Ampère et Faraday
III.1.1 Ampère fait naitre l’électromagnétisme
III.1.2 Faraday et le concept de propagation de champ
A
u départ, les phénomènes électriques et magnétiques sont totalement distincts l’un de l’autre,
ils n’ont aucuns rapports. Mais peu à peu des expériences sont entreprises. Œrsted, physicien
entreprend en 1814 l’expérience de la boussole et du courant électrique. Il voit bien que
l’aiguille de la boussole se déplace (figure 1) et qu’elle prend une direction perpendiculaire à
celle du fil. Très peu de temps après le physicien Ampère, reprend l’expérience d’Oersted.
Fig.1
Fig.2, André-Marie Ampère
E
n effet, Ampère (figure 2) simplifie les résultats, les calculs, il montre même à l’académie des science que
deux fils électriques s’attirent quand les courants qui les traversent sont dans le même sens et
se repoussent quand les courants vont dans des sens différents. Aussi très peu de temps après,
Arago remarque qu’une limaille de fer est attirée par un file électrique parcourue d’un courant
et que celle-ci retombe lorsque le courant est interrompu. Les courants électriques ont donc des
actions magnétiques ! Ampère en vient à postuler que les molécules orientées d’un aimants sont
des petits circuits électriques. il est le premier à émettre l’idée que l’électricité et le
magnétisme sont intrinsèquement liés, il marque ainsi la naissance de l’électromagnétisme.
F
araday, autodidacte et physicien recadre les notions élémentaires de l’électromagnétisme,
c'est-à-dire le champ magnétique. En effet, avec un aimant et de la limaille de fer, il met
en évidence ce qu’on appelle le champ de force magnétique. C’est une nouvelle conception puisqu’il
s’affranchi de la conception newtonienne des distances, il travaille dans l’espace.
Fig.3, champ de force
Fig.4, le papier est attiré par la règle électrisée
P
our ce qui est du champ électrique, il peut être mis en évidence lorsque nous attirons des
petits bouts de papier au moyen d’une règle frotté (figure 4). Aussi, nous savons qu’un courant électrique
c’est un champ électrique qui varie, il peut être aussi représenté par des lignes de forces
rectilignes qui vont vers la charge (figure 3). Puisque nous savons d’après l’expérience de la boussole,
qu’un courant électrique crée un champ magnétique alors on peut dire que la variation d’un champ
électrique est toujours accompagnée d’un champ magnétique.
P
ar ailleurs, Ce qui rend Faraday très célèbre est sa découverte de l’induction électromagnétique. En effet,
il remarque que lorsqu’il approche un aimant et l’éloigne d’une simple boucle de fil de cuivre fermé,
un courant électrique est crée. Il en conclu donc que chaque variation du champ magnétique crée un courant
électrique (induit) et donc, que la variation d’un champ magnétique est toujours accompagné d’un champ
électrique. On a donc bien ici une symétrie qui prouve que l’un ne va pas sans l’autre, ils
sont totalement liés.
M
ais Faraday vient à se poser la question : comment de telle forces, de tels interactions
sont elles faites? En effet, il repense au champ de force créé par un aimant avec de la limaille
de fer. C’est ainsi que Faraday pense à un concept dont nous avons déjà entendu parler dans
l’optique ondulatoire : il existe un milieu qui empli tout l’espace. Pour Faraday, ce milieu
d’influence serait une matière invisible et fibreuse « tubes de force » qui serait attirée ou
repoussée par les sources électriques et magnétiques. Evidemment ce n’est qu’un concept qui ne
peut être vérifié expérimentalement, mais il permet tout du moins d’ouvrir un chemin : la
propagation du champ.
E
n conclusion, l’électromagnétisme pose la condition d’existence d’un milieu "tentaculaire" à
structure fibreuse et pour en revenir à la théorie ondulatoire de la lumière qui, elle, propose un
milieu ou les vibration forme des ondes transversales. On remarque bien que c’est le problème de
l’espace qui est en passe de pouvoir lier ces deux disciplines.