L'électromagnétisme (L'électromagnétisme est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude des phénomènes électriques...) est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude des phénomènes électriques et magnétiques dans leur synthèse du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électromagnétique : le champ électromagnétique (Le champ électromagnétique est le concept central de l'électromagnétisme. On le conçoit souvent comme composition des...) est produit par les sources du champ que sont les charges et leurs mouvements. Ce champ produit agit à son tour sur les charges.

• Les équations de Maxwell déterminent le champ électromagnétique à partir de ses sources, les charges et les courants. Le champ exerce quant à lui sur la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) une action mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies,...), la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou...) de Lorentz. C'est l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une...) électromagnétique.
• L'interaction électromagnétique est une des quatre interactions fondamentales. Elle explique le comportement des objets de l'échelle atomique (comportement des électrons, des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...) et des molécules).

Historique

L'électromagnétisme est né de l'unification par James Maxwell de théories antérieures comme l'électrostatique (L'électrostatique traite des charges électriques immobiles et des forces qu'elles exercent entre elles,...), l'électrocinétique (L'Électrocinétique, est l'étude de circuits électriques et, est surtout celle du déplacement de l'électricité dans les...) ou la magnétostatique (La magnétostatique est l'étude des phénomènes où le champ magnétique est statique, c’est-à-dire ne dépend pas du...). Cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage...) unifiée explique entre autres le comportement des charges et courants électriques, des aimants, ou des ondes électromagnétiques telle la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) ou les ondes radio.

Le concept fondamental inclus dans le mot est la notion de champ électromagnétique, entité qui englobe le champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement...) et le champ magnétique (En physique, le champ magnétique est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction,...), auxquels il se réduit dans certains cas particuliers :

• soit les charges sont immobiles : on est alors en électrostatique avec des champs électriques statiques.
• soit la densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de...) est nulle et les courants sont constants dans le temps : on est en magnétostatique avec un champ magnétique statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé...).
• soit on est dans des conditions où les courants sont relativement faibles et variables et se déplacent dans des conducteurs isolés dits fils électriques ; les champs magnétiques produits sont très localisés dans des éléments dits bobines d'auto inductance (L'inductance d’un circuit électrique est un coefficient qui traduit le fait qu’un courant le traversant...) ou self ou transformateurs ou générateurs et les densités de charges non nulles dans des condensateurs ou batteries génératrices de courants : on est alors en électrocinétique ; on y distingue les courants faibles (électronique) et les courants forts (électrotechnique) et il n'y a pas de champ à l'extérieur du circuit. On étudie des circuits électriques et l'on y distingue les basses fréquences et les hautes fréquences. L'électronique a fait des progrès énormes à partir du développement des semi-conducteurs qui sont maintenant utilisés pour faire des circuits intégrés de plus en plus miniaturisés et comportant des puces électroniques ou microprocesseurs.
• Les hautes fréquences atteintes par les circuits résonnants électriques ont permis à l'aide d'antennes de créer des ondes électromagnétiques éliminant ainsi les fils de connexions. L'émission, la propagation et la réception de ces ondes qui sont régies par les équations de Maxwell constituent l'électromagnétisme.

Bien sûr si on explore ce que l'on appelle l'interaction électromagnétique en termes fondamentaux de la physique théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en...) ou encore physique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.), on parle alors d'électrodynamique ; si on tient compte de l'aspect quantique, cela porte le nom d'électrodynamique quantique (L'électrodynamique quantique relativiste est une théorie physique ayant pour but de concilier l'électromagnétisme avec...) relativiste.

L'on a alors la surprise d'apprendre que tout ce beau formalisme est parallèle à celui de la mécanique quantique : la résolution de l'équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de...) de Schrödinger, ou de sa version relativiste l'équation de Dirac, donne la probabilité (Probabilité vient du latin probare (prouver, ou tester). Le mot probable signifie « qui peut se produire »...) de présence de l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de...) et la solution de l'équation de Maxwell longtemps interprétée comme une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés...) est à la base une équation de probabilité pour une "particule" dénommée photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....), qui n'a ni charge ni masse et qui ne se déplace qu'à la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de la lumière dans le vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.).

Les différents domaines de l’électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par...)

L’électricité fait partie d’une discipline plus vaste, l’électromagnétisme, qui regroupe les phénomènes électriques et magnétiques suivants :

• L’électrostatique : Les systèmes de charges électriques à l’équilibre ;
• La magnétostatique : Les phénomènes créés par un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique (électrons).) stationnaire;;
• La magnétodynamique : Les phénomènes magnétiques créés par un courant électrique variable;;
• L'électrodynamique : Les interactions dynamiques entre courants électriques ;
  • L’électronique : L'utilisation de tension (La tension est une force d'extension.), de courants généralement faibles et de phénomènes quantiques. L’électronique sert essentiellement pour le transfert, le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) et le traitement de l’information ;
  • L’électrocinétique, ou électrotechnique : L’utilisation de tensions, de courants moyens à forts pour des applications domestiques et industrielles (chauffage, transformateurs, moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par...) électriques, électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de composés chimiques liés...), électroménager (Le terme électroménager caractérise tous les appareils et outils utilisant l'électricité et, destinés à assurer des...), distribution, automatisation, ...) ;
• La radioélectricité : Les transmissions par ondes électromagnétiques.

Formulaire

• Électrostatique : Loi de Coulomb
• Magnétostatique : Force de Lorentz
• Formules complètes : Équations de Maxwell