Effet de la permitivité sur un champ électrique induit

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François Guillet

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Apr 25, 2022, 12:20:13 PMApr 25
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Le milieu va-t-il présenter le même effet de polarisation sous l'effet
d'un champ électrique E=-∂A/∂t, par exemple autour d'une bobine
parcourue par un courant variable, que si le champ électrique dérivait
d'un potentiel, par exemple entre plaques d'un condensateur ?

Ne dites pas trop de bêtises, je pense avoir la réponse. :-)

JC_Lavau

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Apr 25, 2022, 6:16:56 PMApr 25
to
Dans la matière, les équations de Maxwell ne suffisent pas. Les
électrons et les nucléons ont des spins, d'où des résonances
magnétiques nucléaires et électroniques.

Michel Talon

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Apr 26, 2022, 7:41:56 AMApr 26
to
Le 25/04/2022 à 18:20, François Guillet a écrit :
La permittivité dépend de la fréquence, et est donc différente à
fréquence nulle et non nulle. Voir l'exposé détaillé
https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric
comme souvent, la version française est moins bonne. Une conséquence est
la relation dispersion dissipation (Kramers Kronig)
https://en.wikipedia.org/wiki/Kramers%E2%80%93Kronig_relations
Landau et Lifchitz en parle beaucoup.


--
Michel Talon

François Guillet

unread,
Apr 26, 2022, 9:59:40 AMApr 26
to
Michel Talon a formulé la demande :
> Le 25/04/2022 à 18:20, François Guillet a écrit :
>> Le milieu va-t-il présenter le même effet de polarisation sous l'effet d'un
>> champ électrique E=-∂A/∂t, par exemple autour d'une bobine parcourue par un
>> courant variable, que si le champ électrique dérivait d'un potentiel, par
>> exemple entre plaques d'un condensateur ?
>>
>> Ne dites pas trop de bêtises, je pense avoir la réponse.  :-)
>
> La permittivité dépend de la fréquence, et est donc différente à fréquence
> nulle et non nulle. Voir l'exposé détaillé
> https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric

Oui, mais ce n'était pas la question. La question est sur la différence
des effets d'un diélectrique sur un champ électrique dérivant d'un
potentiel, ou n'en dérivant pas.
Wikipedia ne parle que du 1er cas, celui en haut de l'image qui suit.
Le cas peu traité est celui en bas :
http://exvacuo.free.fr/div/temp/2polars.png

Observera-t-on une différence si une bobine parcourue par un courant
variable, est immergée dans l'eau, permittivité 80 ? Les courants de
déplacement dûs à la FEM induites dans le diélectrique que constitue
l'eau autour de la bobine, se seront-ils pas bien plus importants que
dans l'air ?

François Guillet

unread,
Apr 28, 2022, 5:55:25 AMApr 28
to
François Guillet a formulé la demande :
Alors ?
Personne ne se mouille ?

JC_Lavau

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Apr 28, 2022, 6:44:33 PMApr 28
to
Tu te plantes : un solénoïde est fait pour faire du champ à
l'intérieur, pas à l'extérieur.
L'eau est un diélectrique avec pertes : tous les chauffages par
micro-ondes et les séchages HF sont basés sur ce fait.

Julien Arlandis

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Apr 29, 2022, 2:45:39 AMApr 29
to
Si le champ est lentement variable, le milieu aura le temps de se
polariser et donc le champ sera atténué.

François Guillet

unread,
Apr 29, 2022, 4:29:05 AMApr 29
to
JC Lavau a exprimé avec précision :
Ben voyons...
Le secondaire d'un transformateur, bobine généralement à l'extérieur du
primaire, n'est donc soumis à aucun champ ! L'EDF est une légende
urbaine.

Et E=-∂A/∂t, qu'en fais-tu ?!

J'ai toujours parlé de champ électrique, voir le 1er post.

Je te retourne donc ton "tu te plantes".

François Guillet

unread,
Apr 29, 2022, 4:59:59 AMApr 29
to
Julien Arlandis a exprimé avec précision :
Si tu regardes l'image déjà passée, schéma du bas :
http://exvacuo.free.fr/div/temp/2polars.png , tu vois tout de suite
dans le cas du champ électrique bouclé qu'il n'y a aucune raison pour
que les dipôles orientés le long du cercle subissent une force le long
du cercle.

Le champ E=-∂A/∂t n'aura servi qu'à les faire tourner sur eux-mêmes
pour les orienter dans le champ, contrairement au cas du condensateur
dans le cas du haut de l'image, où non seulement ils auront tourné sur
eux mêmes, mais où les plaques chargées vont en plus exercer sur eux
une contrainte.

La conclusion est simple : _un champ induit de type E=-∂A/∂t, comme le
champ électrique autour d'un solénoide, ne peut produire aucun courant
de déplacement_, seulement un alignement des dipôles dans le sens du
champ.

Et effectivement, toutes les expériences que j'ai pu faire le confirme.

Il n'y pas que la bobine immergée, dont l'inductance ne varie pas d'un
poil lorsqu'elle est entourée d'eau, alors qu'avec une boucle
conductrice autour, l'effet de la mutelle induction la change
radicalement. Il y a aussi cette expérience plus compliquée qui avait
donné un résultat négatif :

Une bobine sans noyau est placée à l'intérieur d'un tube en ferrite,
concentriquement. La ferrite a l'intérêt de présenter non seulement une
grande perméabilité, ce pourquoi elle est habituellement utilisée, mais
aussi une grande permittivité (εr de l'ordre de 20 à 50, jusqu'à
plusieurs dizaines de KHz). On s'attend dont à des courants de
déplacement circulaire dans la ferrite.

Le long du tube, à l'extérieur, est plaquée une feuille de cuivre, et
idem à l'intérieur, on a donc deux électrodes tubulaires concentriques.
Enfin une seconde bobine est enroulée autour du tube, celle-ci à
l'extérieur, parcourue par le même courant AC que la bobine intérieure.
La bobine externe va donc créer un champ magnétique axial dans le tube
de ferrite.
Le tube de ferrite étant censé parcouru par notre courant de
déplacement circulaire induit par la bobine interne, donc
perpendiculaire au champ magnétique, on s'attend à une force de Lorentz
sur les charges, perpendiculaire à leur déplacement, donc radiale.
Le courant dans les deux bobines étant le même, le champ B et le
supposé courant de déplacement change de signe en même temps. En
conséquence on devrait voir apparaître une tension électrique moyenne
non nulle entre les électrodes.
Mais on n'observe rien du tout. Mon seuil de mesure était de moins de
10 µV.

Julien Arlandis

unread,
Apr 29, 2022, 6:39:59 AMApr 29
to
Je ne suis pas d'accord avec le schéma, le champ E fait des cercles
concentriques autour du solénoïde.

> La conclusion est simple : _un champ induit de type E=-∂A/∂t, comme le
> champ électrique autour d'un solénoide, ne peut produire aucun courant
> de déplacement_, seulement un alignement des dipôles dans le sens du
> champ.

Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu appelles courant de
déplacement, c'est un terme introduit par Maxwell dans ses équations et
dont le sens physique ne me parait correspondre en rien à la discussion
en cours.

François Guillet

unread,
Apr 29, 2022, 9:07:34 AMApr 29
to
Julien Arlandis a exposé le 29/04/2022 :
Ce qu'on voit sur le schéma en bas, c'est un de ces cercles
concentriques (vu de biais, d'où l'ellipse). En haut, c'est le cas du
condensateur.

>> La conclusion est simple : _un champ induit de type E=-∂A/∂t, comme le
>> champ électrique autour d'un solénoide, ne peut produire aucun courant de
>> déplacement_, seulement un alignement des dipôles dans le sens du champ.
>
> Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu appelles courant de déplacement,
> c'est un terme introduit par Maxwell dans ses équations et dont le sens
> physique ne me parait correspondre en rien à la discussion en cours.

Le courant de déplacement, au moins dans un matériau, c'est l'influence
du champ sur les molécules qui constituent des dipôles et s'orientent
suivant le champ, à la manière d'une ola dans un stade, sauf que là
c'est quasi instantané.

Dans le vide ça marche aussi mais l'éther étant prohibé, on dira que
pour le condensateur, c'est l'influence des charges qui s'exerce entre
plaques et pour une variation de courant tout se passe "comme si" le
courant passait à travers.

Je ne comprends pas ce que tu ne trouves pas clair.

Julien Arlandis

unread,
May 1, 2022, 3:29:37 PMMay 1
to
Je ne comprends pas ce que tu écris. Si un dipôle est aligné dans le
sens du champ c'est bien que ce dipôle ajoute une contribution dipolaire
au champ électrique déjà créé du seul fait du solénoïde.

François Guillet

unread,
May 3, 2022, 5:15:30 AMMay 3
to
Julien Arlandis a présenté l'énoncé suivant :
Sauf que cette contribution ne peut pas donner lieu à un courant de
déplacement. Seul un couple a été exercé sur les diôles, car il y a un
équilibre des charges de chaque signe le long de la boucle. Si tu as un
cercle de charges + - + - + - + - ..., à aucun endroit du cercle tu
n'as une tendance, sur les dipôles, à une force qui serait orientée
dans le sens du champ, le long du cercle.
Donc si le champ est variable, ce qui est toujours le cas puisqu'on est
dans l'hypothèse E=-∂A/∂t, tu n'auras aucun courant le long de la
boucle puisque tu n'as aucune force sur les dipôles le long de ce
chemin.

Par contre, entre les plaques d'un condensateur, après l'alignement des
dipôles dans le champ, on a bien une force sur les dipôles qui tend à
les déplacer le long du champ du fait de leur orientation : la zone
positive des dipôles est plus attirée que la zone négative, par la
plaque négative, car elle est plus proche. Même chose pour la plaque
positive, en inversant charges et sens de la force.

La grande différence d'un diélectrique autour d'une bobine, c'est
qu'aucune orientation des dipôles ne peut donner lieu à un champ
circulaire qui s'opposerait à celui de l'induction, tandis que c'est ce
qui se produit dans le diélectrique d'un condensateur (si tu intercales
un diélectrique avec ε>1 dans un condensateur chargé, la ddp diminue).

Et l'expérience le confirme, le plus étonnant étant la bobine entourée
d'eau.
Une bobine autour de laquelle est placée une boucle conductrice fermée,
voit son fonctionnement en régime de courant variable complètement
modifiée, à cause du coefficient de mutuelle induction.
Mais lorsqu'elle est entourée d'eau, alors qu'on s'attend à ce que les
courants de déplacement dans l'eau, autour de la bobine, aient des
effets similaires au courant dans la boucle conductrice fermée, on n'en
détecte strictement aucun.
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