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LES CHAMPS

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Généralités sur les champs

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On verra ici ce qu’est un champ en physique et on verra plus tard ce qu’est un champ magnétique et un champ de pesanteur.

 

Grandeurs physiques

 

Les grandeurs physiques sont des grandeurs mesurées. Dans ces grandeurs physiques, il y a les grandeurs scalaires et les grandeurs vectorielles.

Une grandeur scalaire est totalement définie par sa valeur. Par exemple, la température. Si on dit « il fait 20°C » la valeur 20 et l’unité degrés Celsius définissent entièrement la grandeur physique scalaire « température ».

Il existe aussi des grandeurs vectorielles. Elles sont définies entièrement par le vecteur, c’est-à-dire un point d’application, une direction, un sens et une valeur. Un petit rappel sur les vecteurs :

 

 

On a le vecteur AB donc le point d’application serait A. La direction est la droite (AB) ou horizontale. Le sens est A vers B. Attention à ne pas confondre direction et sens, c’est une confusion faite régulièrement. Et la norme ou valeur (ou intensité) est la longueur AB. 

 

Champs scalaires

 

C’est l’ensemble des valeurs prises par une grandeur physique scalaire dans l’espace. Un exemple classique de champ scalaire est le champ de température.

 

 

On détaille, à chaque endroit de la France, quelle est la température pour une matinée ou une après-midi. Donc, sur les champs scalaires on a les équipotentielles. Ce sont des courbes qui relient les mêmes valeurs. Par exemple, on relie les endroits en France où il fait 18°C. On parle de champs uniformes si l’ensemble des valeurs de cette grandeur scalaire sont les mêmes. Par exemple, s’il fait 18°C sur l’ensemble de la France, ce sera un champ scalaire de température uniforme.

 

Champs vectoriels

 

C’est l’ensemble des vecteurs dans l’espace. Par exemple, l’ensemble des vitesses des vents sur une région ou sur la France.

 

 

On indique par les petites flèches (par les vecteurs) la direction, le sens et l’intensité des vents selon sa localisation dans l’espace. On parle, dans le cas des champs vectoriels, des lignes de champs. Ce sont les lignes qui sont tangentes aux vecteurs.

 

 

La ligne de champs est la courbe qui rejoint ces trois vecteurs, on l’oriente dans le sens général, ici, des trois vecteurs. A l’inverse, si l'on a une ligne de champs et que l'on doit déterminer le vecteur en une position de l’espace, il suffit de prendre la tangente à la ligne de champs dans l’espace au point considéré. On parle de champ uniforme, un peu comme avec les champs scalaires, lorsqu’on aura des lignes de champs qui seront parallèles entre-elles.