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Concept
Champ électromagnétique
Résumé
Un champ électromagnétique ou Champ EM (en anglais, electromagnetic field ou EMF) est la représentation dans l'espace de la force électromagnétique qu'exercent des particules chargées. Concept important de l'électromagnétisme, ce champ représente l'ensemble des composantes de la force électromagnétique s'appliquant sur une particule chargée se déplaçant dans un référentiel galiléen.
Une particule de charge q et de vecteur vitesse subit une force qui s'exprime par :
où est le champ électrique et est le champ magnétique. Le champ électromagnétique est l'ensemble .
Le champ électromagnétique est en effet la composition de deux champs vectoriels que l'on peut mesurer indépendamment. Néanmoins ces deux entités sont indissociables :
la séparation en composante magnétique et électrique n'est qu'un point de vue dépendant du référentiel d'étude ;
les équations de Maxwell régissant les deux composantes électrique et magnétique sont couplées, si bien que toute variation de l'une induit une variation de l'autre.
Le comportement des champs électromagnétiques est décrit de façon classique par les équations de Maxwell et de manière plus générale par l'électrodynamique quantique.
La façon la plus générale de définir le champ électromagnétique est celle du tenseur électromagnétique de la relativité restreinte.
La valeur attribuée à chacune des composantes électrique et magnétique du champ électromagnétique dépend du référentiel d'étude. En effet, on considère généralement en régime statique que le champ électrique est créé par des charges au repos tandis que le champ magnétique est créé par des charges en mouvement (courants électriques). Néanmoins, la notion de repos et de mouvement est relative au référentiel d'étude.
Cependant, depuis la définition qu'en donnent les équations de Maxwell et depuis l'interprétation d'Einstein, contrairement aux champs électriques et magnétiques qui peuvent être statiques par rapport à un référentiel correctement choisi, la particularité caractéristique du champ électromagnétique est toujours d'être sujet à propagation, à la vitesse de la lumière, quel que soit le référentiel choisi.
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