Le champ magnétique à l’extérieur d’un tore est effectivement nul en raison de la géométrie et de la symétrie uniques de cette structure magnétique. Un tore est un noyau en forme de beignet ou en forme d’anneau, généralement constitué d’un matériau ferromagnétique, autour duquel une bobine ou un enroulement est enroulé. Les raisons derrière le champ magnétique proche de zéro à l’extérieur du tore sont les suivantes :
- Chemin magnétique fermé :
- La forme toroïdale fournit par nature un chemin magnétique fermé pour le flux magnétique généré par le courant circulant à travers la bobine. Contrairement à d’autres structures magnétiques à chemins ouverts, le tore confine le champ magnétique en lui-même, minimisant ainsi son influence externe.
- Annulation des champs magnétiques :
- La conception du toroïde implique une série de tours de fil étroitement enroulés formant une bobine autour du noyau toroïdal. Les champs magnétiques générés par chaque tour de la bobine contribuent au champ magnétique global à l’intérieur du tore. En raison de la symétrie du tore, ces champs magnétiques s’additionnent de manière à annuler le champ magnétique externe, ce qui entraîne une fuite de flux minimale.
- Loi circuit d’Ampère :
- Selon la loi circuit d’Ampère, l’intégrale du champ magnétique le long d’une boucle fermée est égale au produit de la perméabilité de l’espace libre et du courant traversant la boucle. Dans le cas d’un tore, la boucle fermée se trouve à l’intérieur du tore lui-même, et l’enroulement de la bobine garantit que le champ magnétique est concentré dans cette boucle fermée.
- Contributions magnétiques égales et opposées :
- Le noyau toroïdal a une section circulaire et le courant traversant la bobine produit des champs magnétiques qui circulent autour du noyau. La symétrie circulaire du tore garantit que les contributions magnétiques des différents points autour du tore sont égales et opposées, conduisant à l’annulation du champ magnétique à l’extérieur du tore.
En résumé, la combinaison du chemin magnétique fermé fourni par la forme toroïdale, de l’annulation des champs magnétiques due à l’enroulement de la bobine et de la symétrie circulaire du tore donne lieu à un champ magnétique presque négligeable à l’extérieur du tore. Cette propriété rend les tores précieux dans les applications où un champ magnétique confiné et contrôlé est souhaitable, comme dans les transformateurs et les inducteurs.
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