Bobine parcourue par un courant dans un champ magnétique
Comment le champ propre de deux conducteurs parcourus par un courant se superpose au champ d'un aimant permanent – et pourquoi cela crée un couple sur la bobine.
Étape 1 : champ propre des deux conducteurs
Que se passe-t-il physiquement ?
Tout conducteur parcouru par un courant génère autour de lui un champ magnétique circulaire (règle de la main droite). Si le courant sort de l'écran (point), le champ propre tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ; s'il entre dans l'écran (croix), il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.
Si ce conducteur se trouve en plus dans le champ homogène d'un aimant permanent, les deux champs se superposent pour former une carte de lignes de champ commune et déformée. Du côté où les deux champs sont de même sens, les intensités s'additionnent – le champ y devient plus dense et plus fort. Du côté opposé, les champs sont de sens opposés, ils s'affaiblissent et les lignes s'écartent.
Il en résulte quatre zones d'intensité de champ différente. Le champ « pousse » chaque conducteur de la zone forte vers la zone faible – il en résulte une force F (force de Lorentz), perpendiculaire au courant et au champ magnétique. Comme les deux conducteurs de la bobine sont parcourus par le courant dans des sens opposés, la force agit vers le haut d'un côté et vers le bas de l'autre – la bobine commence alors à tourner autour de son axe central (pivot) dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à être perpendiculaire au champ.