Maxwell et le champ électromagnétique

Un champ magnétique variable génère un champ électrique

James Clerk Maxwell fut un des premiers physiciens à embrasser l'idée révolutionnaire du champs comme entité physique. Maxwell savait qu'une charge au repos ne peut se mettre en mouvement que sous l’effet d’un champ électrique (cela découle du principe d'inertie : un corps au repos ne peut se mettre en mouvement que sous l'action d'une force). Il compris donc que, pour induire un courant, la variation du champ magnétique doit générer un champ électrique.

Le point fondamental de cet argument est que la relation est entre les deux champs, et non pas entre un circuit et l'autre. La variation du champ magnétique génère un champ électrique indépendamment du fait qu’il y ait des charges électriques ou des dispositifs expérimentaux susceptibles d’être influencés par l'action de ce dernier (dans l’expérience de Faraday, la bobine connectée au galvanomètre). On pourrait faire une analogie avec la pluie, qui tombe de la même manière si nous sommes déjà rentrés chez nous ou si nous sommes encore en chemin sans parapluie.

La conséquence ultime de ce raisonnement est que l'induction (la génération d'un champ électrique par un champ magnétique variable) ne nécessite pas de la présence de matière ni de courant. Elle peut se passer ainsi bien dans le vide.

Un champ électrique variable génère un champ magnétique

Plus tard, Maxwell découvrit que, de la même manière qu’un champ magnétique variable génère un champ électrique, la cohérence logique de son système d’équations pour les champs électriques et magnétiques impose qu’un champ électrique variable génère un champ magnétique.

Les équations de Maxwell montrent que l'électricité et le magnétisme ne sont que deux manifestations d'une seule réalité fondamentale : le champ électromagnétique.