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1 - Le magnétisme pour tous (ou presque tous)
Avertissement: la lecture de cette page n'est pas indispensable à la compréhension du fonctionnement des micros électromagnétiques. Seuls les maniaques de la théorie et,  mes frères, les coupeurs de cheveux en quatre, y trouveront leur contentement.

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Voir également les autres pages sur le magnétisme:

1 - Le magnétisme pour tous (cette page)
2 - Les micros électromagnétiques pour guitare
3 - Notion de "circuits magnétique"
4 - Couplage magnétique de bobines et micros
5 - Association série ou parallèle de circuits RLC
6 - Cas particulier du "humbucker" ou "humbucking"
7 - Configurations relatives de deux micros adjacents
8 - Bibliographie





Théorie - Theory

  Le piège est tendu: vous voulez comprendre magnétisme et aimants. Préparez vous à souffrir car les difficultés vous attendent. Idées reçues et préjugés fourmillent dans la mer aux crabes.

1 - Les 4 façons d'appréhender le champ magnétique:

Historiquement, le champ magnétique possédait deux définitions possibles: le "champ magnétique" proprement dit, désigné par la lettre H (mesuré en ampère par mètre), et l'"induction magnétique" désignée par la lettre B (mesuré en Tesla). Ils sont liés par la perméabilité magnétique µ du milieu ambiant, par la relation:

(vecteur) B = µ (vecteur) H

Les deux champs sont donc colinéaires (ils ont la même direction)

Par analogie avec le champ électrique qui possède des charges électriques (positives et négatives), qui lui servent de sources, il semblait naturel que le champ H possède des masses magnétiques (nord et sud) qui lui serviraient également de sources. Le champ H était tributaire des masses magnétiques dénoncées par les pôles des aimants, tandis que l'induction B présidait aux destinées des bobines plongées dans le champ H.

De nos jours, H est appelé "excitation magnétique" et B, "champ magnétique" tout court, soit 4 définitions différentes au total, pour le même terme de "champ magnétique".

2 - Les masses magnétiques et pôles des aimants mis à mal:

Classiquement, le champ magnétique H faisait, à lui seul, bon ménage avec aimants, pôles et masses magnétiques.

Il allait, bien gentiment, sortant du pôle Nord pour entrer par le pôle Sud, à l'extérieur des aimants, et du Sud vers le Nord, à l'intérieur.

Mais, des questions se posaient ainsi:

  • Un aimant bien élevé possédait deux pôles, un Nord et un Sud, supportés par des masses magnétiques respectivement nord et sud. La boussole rapprochée, accuse même, très obligeamment, un Nord et un Sud (avec la convention maladroite, mais historique, que le Nord de l'aiguille se dirige vers un pôle ... Sud).
    Mais l'expérience d'un aimant brisé n'isole pas un pôle, contrairement à ce qui pourrait être attendu. Tout au contraire, elle fait apparaître deux aimants, possédant, à eux deux, 4 pôles (2 Nords et 2 Suds) accompagnés de masses magnétiques nouvellement surgies du néant. De plus, ces deux nouveaux aimants, une fois réunis, reconstituaient l'aimant d'origine, intact, avec ses deux pôles.
    D'où avaient donc surgit les deux nouveaux pôles lors de la brisure, et, lors de la reconstitution, où étaient donc passés les deux nouveaux pôles précédemment créés, ainsi que leurs masses magnétiques?
     

  • Autre question: un aimant droit, tout bête dans sa rectitude (dipôle, en langage "savant"), est très présentable avec ses deux pôles bien délimités.
    Il continue à être fort acceptable, une fois tordu en forme de U, comme les aimants des couturières.
    Les deux pôles se font seulement face et la boussole continue poliment à en indiquer les positions.
    Mais, lorsque l'aimant est tordu jusqu'au tore (en forme de O), les pôles disparaissent, l'aimant n'attire plus rien, et la boussole reste toute bête, muette comme carpe au soleil (un tel aimant peut être considéré comme la jonction de deux aimants en U).
    Où est passé le champ produit par l'aimant en O (ou les deux aimants en U réunis) et que sont devenues les masses magnétiques?
     

  • Mais alors, on constate que deux bobine enroulées sur le tore, s'influencent mutuellement:toute  variation du courant parcourant l'une, engendre une force électromotrice dans l'autre (principe de fonctionnement du transformateur). Oh, joie, le champ était toujours là, mais totalement caché à l'intérieur de l'aimant, ne se manifestant que par ce qui est nommé "induction".
     

  • Dernière question lancinante: mais, Nord ou Sud, on n'a jamais réussit à isoler un seul et unique pôle. ils voyagent toujours en couple, mis à part l'hypothétique "monopole magnétique" de la physique quantique.

3 - Révolution dans le magnétisme:

Devant l'obstination de ces faits expérimentaux incontournables, un éclair de génie a changé l'électromagnétisme des savants, puis son enseignement classique.
La boussole, incapable de se frayer un chemin à l'intérieur d'un aimant, a été relayée au rang d'amusette enfantine et seules les bobines servent désormais d'épreuves à la réalité électromagnétique. Dans le même élan, l'étude du champ
B, seul responsable des phénomènes d'induction, a été privilégié et renommé "champ magnétique", au détriment du champ H subitement devenu "champ d'excitation". Du coup, les masses magnétiques, non indispensables à la description du réel, sont passées à la trappe des vieilleries surannées.

Ainsi les masses magnétiques et les pôles n'apparaissaient pas par magie, pas plus qu'ils ne disparaissaient quasi miraculeusement. Ils n'ont, tout simplement, ... aucune réalité physique.

Quand cela est possible (ce qui n'est pas toujours le cas), on peut seulement indiquer que les lignes de champ extérieures sortent d'une surface qui peut être appelée pôle Nord par abus de langage, pour rentrer par une surface qui peut être baptisée pôle Sud par abus de langage, sans entraîner de contradiction à la théorie.

4 - Pour les matheux, on peut justifier ainsi la révolution:

Les équations de Maxwell (datant du 19ème siècle), permettent aux théoriciens d'abréger le raisonnement.
Elles leur permettent également de saluer le génie de Maxwell, qui discourait des propriétés du courant électrique et des ondes électromagnétiques, longtemps avant la découverte de l'électron et la détection des ondes, autres que la lumière.

Le champ électrique (E) dérive d'un potentiel (V) qui est le potentiel électrique, au sens commun du terme, qui s'exprime en volts.
Son rotationnel est donc nul, et sa divergence, au contraire, n'est pas nulle, et est égale à la densité des charges électriques qui lui servent de source. Ainsi se justifie théoriquement l'existence des charges électriques, "miraculeusement" identifiées expérimentalement à ... l'électron et à la charge du proton, découverts tardivement. Mais, tout comme pour le mauvais choix de départ effectué pour les pôles terrestres, le (mauvais) choix arbitraire du sens du courant électrique, effectué avant la connaissance de l'électron, fait que celui-ci se retrouve malencontreusement ... négatif. Mais, là aussi, l'habitude est prise, et on peut dire que si le choix avait été le bon, l'électron serait positif de nos jours, et le proton serait négatif.

En revanche, le champ magnétique B, ne dérive pas d'un potentiel, mais d'un "potentiel vecteur", de sorte que sa divergence est nulle. Ce qui impose que les masses magnétiques qui en seraient la source seraient ... également toutes nulles. Elles n'existent donc pas.


                  


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En pratique - Facts

 
  • Le seul champ magnétique qui peut nous intéresser est le champ B, anciennement dénommé "champ d'induction", et qui s'exprime en Tesla.
  • Il est le seul responsable des phénomènes d'induction dans les bobines des micros électromagnétiques.
  • Les masses magnétiques n'existent pas, et les pôles des aimants ne sont que des conventions, seulement utiles dans certaines descriptions simplistes, à titre de raccourcis de langage

                  


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Poil à gratter - Itching powder

 
La question s'est posée de savoir quels pôles présentait une pièce polaire d'un micro électromagnétique, pièce non aimantée par elle-même..

La réponse correcte consiste à dire que, si on veut absolument lui attribuer un des pôles, le pôle Sud est forcément la surface  par laquelle rentre le champ magnétique, et le pôle Nord, la surface par la quelle il sort de la pièce polaire.

CQFD

                  


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Mise à jour, par Jean-Pierre "lbop" Bourgeois, Ingénieur-conseil ©
 

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