Qu’est-ce que la loi de Biot-Savart ?

La loi de Biot-Savart est une loi fondamentale de l’électromagnétisme qui permet de calculer le champ magnétique créé par un courant électrique. Elle a été énoncée pour la première fois par les physiciens français Jean-Baptiste Biot et Félix Savart en 1820. Cette loi est basée sur l’observation que le champ magnétique créé par un courant électrique dépend de la distance entre le courant et le point où ce champ est mesuré, ainsi que de l’intensité et de la direction du courant.

Exemple d’application de la loi de Biot-Savart

Un exemple courant d’application de la loi de Biot-Savart est la détermination du champ magnétique créé par un fil conducteur rectiligne parcouru par un courant électrique. Si l’on connaît la distance entre le fil et le point où l’on veut mesurer le champ, ainsi que l’intensité du courant, on peut utiliser la loi de Biot-Savart pour calculer ce champ magnétique. Cette loi est également utilisée dans des domaines tels que la théorie de la relativité restreinte, l’électrodynamique quantique et la physique des plasmas.

Comment calculer le champ magnétique avec la loi de Biot-Savart ?

La formule pour calculer le champ magnétique créé par un courant électrique, telle qu’énoncée par la loi de Biot-Savart, est donnée par :

Où B est le champ magnétique, I est l’intensité du courant, r est la distance entre le courant et le point où l’on veut mesurer le champ, dL est un élément de longueur sur le courant et mu0 est la perméabilité du vide. Cette formule peut être intégrée pour calculer le champ magnétique total créé par un fil conducteur courbe ou une boucle de courant, par exemple.

Les limites de la loi de Biot-Savart

Bien que la loi de Biot-Savart soit une loi fondamentale de l’électromagnétisme, elle présente des limites dans certaines situations. Elle ne s’applique pas aux mouvements de charges électriques accélérées, qui nécessitent l’utilisation d’autres lois telles que la loi de Faraday ou la loi d’Ampère-Maxwell. De plus, cette loi ne tient pas compte des effets relativistes à grande vitesse, qui sont pris en compte par la théorie de la relativité restreinte. Néanmoins, la loi de Biot-Savart reste une loi fondamentale importante dans de nombreux domaines de la physique, et elle est la base de nombreux calculs de champ magnétique en ingénierie et en physique appliquée.