Weber – Unité de Flux Magnétique
Le weber (Wb) est l’unité de flux magnétique dans le Système International d’Unités (SI). Il porte le nom du physicien allemand Wilhelm Eduard Weber, qui a apporté des contributions significatives au domaine de l’électromagnétisme. Le flux magnétique est une quantité scalaire qui représente le champ magnétique total passant à travers une zone donnée, en tenant compte à la fois de la force du champ magnétique et de l’orientation des lignes de champ par rapport à la surface. Le weber est utilisé pour quantifier l’effet global d’un champ magnétique sur une surface ou à l’intérieur d’une boucle fermée, comme une bobine de fil dans le cas de l’induction électromagnétique.
Un weber est défini comme le flux magnétique qui, lorsqu’il est lié à un circuit d’un tour, produit une force électromotrice d’un volt lorsqu’il est uniformément réduit à zéro en une seconde. En d’autres termes, 1 Wb = 1 V⋅s (volt-seconde). Mathématiquement, le flux magnétique (Φ) est défini comme l’intégrale de surface de la densité de flux magnétique (B) sur une zone (A).
La formule pour le flux magnétique est : Φ = ∫∫ B • dA
Où :
Φ est le flux magnétique (mesuré en weber, Wb)
B est le vecteur du champ magnétique (mesuré en tesla, T)
dA est le vecteur de zone différentielle (mesuré en mètres carrés, m²)
• désigne le produit scalaire
Le flux magnétique joue un rôle crucial dans la compréhension de l’induction électromagnétique, comme décrit par la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique, qui stipule que la force électromotrice (FEM) induite dans une boucle fermée est proportionnelle au taux de changement du flux magnétique à travers la boucle.
Exemples de Flux Magnétiques
Voici trois exemples de flux magnétiques avec des valeurs en weber :
Une boucle circulaire d’un rayon de 0,03 m est placée dans un champ magnétique uniforme de 0,4 T, perpendiculaire aux lignes de champ. Le flux magnétique à travers la boucle est : Φ = B * A = 0,4 T * (π * (0,03 m)²) ≈ 3,39 × 10⁻³ Wb
Une boucle rectangulaire d’une longueur de 0,05 m et d’une largeur de 0,03 m est orientée parallèlement à un champ magnétique uniforme de 0,6 T. Comme les lignes de champ magnétique sont parallèles au plan de la boucle, le flux magnétique est : Φ = 0 Wb (aucune ligne de champ magnétique ne passe à travers la boucle)
Une boucle triangulaire équilatérale d’une longueur de côté de 0,04 m est placée dans un champ magnétique uniforme de 0,8 T, perpendiculaire aux lignes de champ. La surface du triangle est A = (côté² * √3) / 4. Le flux magnétique à travers la boucle est : Φ = B * A = 0,8 T * ( (0,04 m)² * √3 / 4) ≈ 2,21 × 10⁻³ Wb
Conclusion
Le weber, en tant qu’unité de mesure du flux magnétique, est essentiel pour comprendre et quantifier les interactions dans le domaine de l’électromagnétisme, en particulier en ce qui concerne l’induction électromagnétique et les applications pratiques telles que la génération d’électricité et les moteurs électriques.
