Un champ est une grandeur physique présente en chaque point de l'espace considéré. Si cette grandeur se limite à une valeur, on parle de champ scalaire. Si cette grandeur possède les caractéristiques d'un vecteur, on parle de champ vectoriel. Un champ est dit uniforme s'il a les mêmes caractéristiques en tout point : même valeur pour un champ scalaire, même vecteur pour un champ vectoriel. Dans le cas d'un champ vectoriel, on définit des lignes de champ (en noir sur la figure). Elles sont tangentes aux vecteurs du champ (en rouge) et orientées dans le même sens que le vecteur champ.

Le champ magnétique est créé par un déplacement de charge électrique. Un aimant produit autour de lui un champ magnétique noté $\vec B$. Les lignes de champ sont dirigées du pôle Nord de l'aimant vers son pôle sud.

Le champ magnétique terrestre

Deux composantes, l'une horizontale $\rm B_H$ et l'autre verticale $\rm B_V$.

  • le champ B fait avec le plan horizontale un angle $\rm i$ appelé inclinaison.
  • la composante horizontale, $\rm B_H \# 2.10^{-5}\: T$, fait avec la direction du pôle Nord géographique un angle $\rm d$ appelé déclinaison, qui varie selon le point du globe.
  • la composante verticale, $\rm B_V \# 5.10^{-5}\: T$.

Une boucle de courant réelle ne peut doc être fermée géométriquement, elle est nécessairement ouverte : on parle de spire de courant.

Un ensemble de spires de courant reliées les unes aux autres ne formant qu'une seule boucle hélicoïdale est un solénoïde ou bobine longue (en général en cuivre).

$\displaystyle \overrightarrow {B_{int}} = \mu_0\frac{N}{\ell}i\overrightarrow e_z$ (bobine longue)

où $N$ est le nombre total de spires et $\ell$ la longueur totale du solénoïde selon $O_z$.
On définit le nombre de spires par unité de longeur : $\displaystyle n = \frac{N}{\ell}$ en spires/m (le nombre de spires n'est pas une unité du système international tout comme le radian). D'où :

$\displaystyle \overrightarrow {B_{int}} = \mu_0 n i e_z$ (bobine longue)

Dans une bobine, plus le courant est fort, plus le champ magnétique créé est grand.

Plus le nombre de spires est important, plus le champ est grand.