Constante magnétique

constante physique
Constante magnétique
Unités SI Tesla. mètre par ampère
Dimension M·L·T −2·I −2
Nature Grandeur scalaire
Symbole usuel
Lien à d'autres grandeurs
Valeur 1,256 6... × 10−6 kg m A−2 s−2 = 1,256 6... × 10−6 T m/A

La constante magnétique, également nommée perméabilité du vide ou encore perméabilité magnétique du vide, est une constante physique. Elle est symbolisée par μ0.

Dans le système SI, sa valeur était exactement :

μ0 = 4π × 10−7 kg m A−2 s−2, ou encore 4π × 10−7 T m/A
T étant le tesla, unité d'induction électromagnétique

soit donc :

μ0 = 12,566 370 614... × 10−7 kg m A−2 s−2, ou encore 12,566 370 614... × 10−7 T m/A

La constante magnétique est souvent exprimée en henry par mètre : μ0 = 4π × 10−7 H m−1.

La valeur donnée était exacte par définition de l'ampère, mais ne l'est plus depuis la redéfinition des unités du système international, le 20 mai 2019, la définition de l'ampère étant dorénavant liée à la définition de la charge élémentaire e qui a été choisie comme exacte, alors que la définition antérieure approuvée au Congrès Général des Poids et Mesures de 1948 fixait la perméabilité du vide[1].

HistoireModifier

La constante a été définie afin de simplifier l'expression du théorème d'Ampère[2].

Noms et symboleModifier

La constante magnétique[3],[4],[5],[6],[N 1] semble davantage[5],[6] connue sous ses plus anciennes[4] dénominations de perméabilité magnétique du vide[3],[5],[8],[N 2] et de perméabilité du vide[4]. Les désignations plus anciennes de perméabilité magnétique de l'espace libre ou de perméabilité de l'espace libre ne sont plus que rarement usitées.

Le symbole de la constante est μ0[10] (lire « mu zéro »)[11]. Il se compose de la lettre grecque mu, suivie de l'indice zéro[10]. La lettre grecque mu est le symbole de la perméabilité magnétique[12]. L'indice 0 signifie « dans le vide »[13] et vient préciser que la perméabilité magnétique μ0 est affectée au vide[14].

Dimension et unitéModifier

La dimension de la perméabilité magnétique est [μ0] = [μ] = MLT–2I–2[15]. Dans le Système international d'unités, elle s'exprime en henry par mètre (Hm–1), unité dérivée de la perméabilité magnétique[15],[16].

ExpressionModifier

La constante est définie par la relation[17] :

 ,

d'où :

 ,

expressions dans lesquelles :

Interprétation physiqueModifier

La perméabilité magnétique μ d'un matériau est définie comme le rapport entre la norme de l'induction magnétique du champ B et celle du champ d'excitation magnétique H appliqué au matériau. Pour des champs suffisamment grands, ce rapport n'est pas constant et tend vers μ0.

μ0 peut être vue comme la perméabilité magnétique intrinsèque du vide.

RemarqueModifier

La constante est reliée à la permittivité diélectrique du vide ε0, l'impédance caractéristique du vide Z0 et l'admittance caractéristique du vide Y0.

On a la relation :

 

où ε0 est la permittivité du vide et c la vitesse de la lumière

Notes et référencesModifier

NotesModifier

  1. En anglais : magnetic constant[6],[7].
  2. En anglais : magnetic permeability of vacuum[8] ou vacuum magnetic permeability[9].

RéférencesModifier

  1. « Brochure sur le SI - 9e édition », sur bipm.org (consulté le )
  2. Séguin, Descheneau et Tardif 2010, chap. 4, p. 377, en marge.
  3. a et b Gumuchian et al. 2019, chap. III, sect. 1,§ 1.2, p. 27.
  4. a b et c Séguin, Descheneau et Tardif 2010, chap. 4, sect. 4.6, p. 377.
  5. a b et c Staebler 2016, chap. 3, sect. 3.1, § 3.1.2, p. 117.
  6. a b et c Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v. constante magnétique, p. 139, col. 1.
  7. Mohr, Newell et Taylor 2016, tabl. I, s.v. magnetic constant, p. 5.
  8. a et b Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v. perméabilité magnétique du vide, p. 513, col. 1.
  9. Mohr, Newell et Taylor 2016, s.v. μ0, p. 69, col. 2.
  10. a et b Séguin, Descheneau et Tardif 2010, chap. 4, glossaire, s.v. constante magnétique, p. 382, col. 1.
  11. Séguin, Descheneau et Tardif 2010, chap. 4, p. 377.
  12. Taillet, Villain et Febvre 2013, s.v. mu [μ] (sens 1), p. 458, col. 1.
  13. Jufer et Perriard 2014, glossaire, indice, s.v. 0 (sens 2), p. 277.
  14. Semay et Silvestre-Brac 2016, chap. 11, § 11.2, p. 232.
  15. a et b Dubusset 2000, s.v. perméabilité magnétique, p. 98.
  16. Dubusset 2000, s.v. henry par mètre, p. 72.
  17. Göbel et Siegner 2019, chap. 5, sect. 5.4, § 5.4.5, p. 110.

Voir aussiModifier

BibliographieModifier

  : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Dictionnaires et lexiquesModifier

Manuels d'enseignement supérieurModifier

Publication du Comité de données pour la science et la technologie (CODATA)Modifier

  • [Mohr et Taylor 2005] (en) Peter J. Mohr et Barry N. Taylor, « CODATA recommended values of the fundamental physical constants :  », Rev. Mod. Phys., vol. 77, no 1,‎ (DOI 10.1103/RevModPhys.77.1).
  • [Mohr, Taylor et Newell 2008] (en) Peter J. Mohr, Barry N. Taylor et David B. Newell, « CODATA recommended values of the fundamental physical constants :  », Rev. Mod. Phys., vol. 80, no 2,‎ (DOI 10.1103/RevModPhys.80.633).
  • [Mohr, Taylor et Newell 2012] (en) Peter J. Mohr, Barry N. Taylor et David B. Newell, « CODATA recommended values of the fundamental physical constants :  », Rev. Mod. Phys., vol. 84, no 4,‎ (DOI 10.1103/RevModPhys.84.1527).
  • [Mohr, Newell et Taylor 2016] (en) Peter J. Mohr, David B. Newell et Barry N. Taylor, « CODATA recommended values of the fundamental physical constants :  », Rev. Mod. Phys., vol. 88, no 3,‎ (DOI 10.1103/RevModPhys.88.035009).

Articles connexesModifier

Lien externeModifier