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Symétrie champs magnétiques electriques

Posté par
MrGrove
16-05-16 à 00:27

Bonsoir !
Dans une correction de TD j'ai écrit "La distribution de courant est antisymétrique donc la direction du champ magnétique est contenu dans ce plan" (jusqu'ici je suis d'accord).
Ensuite " ... donc le champ électrique est perpendiculaire à ce plan d'antisymétrie".
C'est là que je comprend pas, j'ai jamais vu ça dans mes cours et je cherche désespérément sur internet si c'est vrai.

Pour info, l'exercice consiste à déterminer le champ électrique à l'interieur/exterieur du solénoide.
Merci pour votre réponse

Posté par
vanoise
re : Symétrie champs magnétiques electriques 16-05-16 à 14:18

Bonjour

Citation :
La distribution de courant est antisymétrique donc la direction du champ magnétique est contenu dans ce plan"

Cette phrase n'est pas correcte ! une distribution de courant n'est pas symétrique ou antisymétrique !
Si le point M de l'espace où tu cherches à déterminer le vecteur B appartient à un plan d'antisymétrie de la distribution de courant, alors le vecteur B en M appartient à ce plan.
Pour les champs électriques, les sources sont des distributions de charges. La distribution de charge n'est pas décrite dans ton énoncé... Pour obtenir la direction de E, il faut inverser "plan de symétrie" et "plan d'antisymétrie" par rapport aux résultats sur le vecteur B. Si cela n'est pas dans ton cours, tu trouveras une démonstration sur la fiche n° 3 (symétries_invariances) du site suivant :

Posté par
MrGrove
re : Symétrie champs magnétiques electriques 16-05-16 à 15:31

Oui je suis d'accord j'ai mal exprimé l'idée.
Mais dans cet exercice le but est je pense d'exprimer le champ électrique E  à partir du champ magnétique B issu du courant circulant dans le solénoïde.

Dans ma correction, on étudie d'abord le champ magnétique sur une seule spire sur le plan  (r,) (en coordonées cylindriques).
en étudiant la symétrie de la distribution de courant de la spire, on en vient à dire que B est orienté sur l'axe z.
Et c'est là que sur la correction il y a écrit "Le champ E est normal au plan d'antisymétrie".
Cette assertion m'a parue bizarre, mais j'ai trouvé qu'elle était vraie en le démontrant tel qu'il suit:
rot(\mathbf{B})=\mu_0 \mathbf{j}+\varepsilon_0 \mu_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}
 \\ \Rightarrow  \begin{pmatrix}
 \\ \partial_r \\ 
 \\ \partial_\theta \\ 
 \\ \partial_z
 \\ \end{pmatrix} \wedge  \begin{pmatrix}
 \\ 0\\ 
 \\ 0\\ 
 \\ B(r)
 \\ \end{pmatrix} = \mu_0 \mathbf{j}+ \varepsilon_0 \mu_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}
 \\ \Rightarrow \begin{pmatrix}
 \\ 0 \\ 
 \\ -\frac{\partial B(r)}{\partial r} \\ 
 \\ 0
 \\ \end{pmatrix} = \mu_0 \mathbf{j}+ \varepsilon_0 \mu_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}
Donc oui, dans ce cas le champ électrique est bien normal au plan antisymétrique de la distribution de courant. Mais est-ce que c'est toujours vrai ?

Posté par
vanoise
re : Symétrie champs magnétiques electriques 16-05-16 à 18:46

Je n'avais pas compris qu'il s'agissait de trouver le champ électrique induit par le champ magnétique variable. Évidemment dans ce cas, pas question de raisonner sur les symétries de la distribution de charge...
Tu as raison : il faut utiliser une des deux équation de Maxwell de couplage entre les deux champs. Autre méthode éventuelle : déterminer le potentiel vecteur A puis écrire :
\overrightarrow{E}=-\frac{\partial\overrightarrow{A}}{\partial t}
mais attention : la détermination du potentiel vecteur n'est pas toujours simple...
Comme les deux méthodes font intervenir des produits vectoriels, tu obtiens effectivement deux vecteurs E et B orthogonaux .



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