Champ de Neumann
En électromagnétisme, le champ de Neumann (ou champ électromoteur de Neumann) est le champ électrique non conservatif qui apparaît lorsque le champ magnétique varie au cours du temps. Ce champ est à l'origine de l'induction de Neumann, qui se manifeste par l'apparition d'une tension électrique aux bornes d'un circuit fermé immobile.
Cet article ne cite pas suffisamment ses sources ().
Il est nommé en l'honneur du physicien et mathématicien prussien Franz Ernst Neumann (1798–1895).
Définition
modifierLe théorème de Helmholtz, associé aux équations de Maxwell, indique que le champ électrique E peut toujours se décomposer sous la forme générale[1] :
soit en une somme de deux termes, le premier étant conservatif (il dérive d'un potentiel scalaire), et le second n'étant pas conservatif (il s'exprime à partir d'un potentiel vecteur).
C'est ce second terme, non conservatif, qu'on appelle le champ de Neumann. Celui-ci ne se manifeste qu'en régime variable, et est susceptible d'induire une tension électrique dans des circuits fermés. Son existence découle directement de l'équation de Maxwell-Faraday :
En effet, celle-ci indique que l'existence d'un champ magnétique variable coïncide avec celle d'un champ électrique non conservatif.
Applications
modifierLe champ de Neumann possède de nombreuses applications dans les transferts d'énergie vers les conducteurs électriques. Il est notamment utilisé dans :
- les alternateurs, permettant de convertir de l'énergie mécanique en énergie électrique
- les transformateurs, permettant de convertir la tension et l'intensité électrique entre deux circuits (le primaire et le secondaire)
- les inductances, car c'est lui qui est à l'origine du phénomène d'induction électromagnétique (y compris l'auto-induction)
- les plaques à induction, grâce aux courants de Foucault
- la transmission d'énergie sans fil entre un circuit émetteur et un circuit récepteur
Notes et références
modifier- ↑ David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, Pearson (Fourth ed., 2013), Section 10.1 : The Potential Formulation
Liens externes
modifier« Induction et Équations de Maxwell (vide) - Forme locale : équation de Maxwell-Faraday et champ de Neumann », sur res-nlp.univ-lemans.fr (consulté le )
