La force de Laplace
Le concept est on ne peut plus simple : on établit une différence de potentiel électrique entre deux rails parallèles conducteurs d'électricité et on insère entre eux un projectile conducteur, pouvant glisser ou rouler dessus, en faisant contact.
Dès que le contact a lieu, un courant électrique circule entre les deux rails, un champ magnétique naît et le projectile est accéléré par la force de Laplace (interaction entre le courant qui circule dans le projectile et le champ magnétique créé).
Les deux rails métalliques parallèles sont connectés à un générateur électrique, formant ainsi un circuit ouvert. Dès qu'un objet conducteur est inséré entre les rails, le circuit est fermé, et un courant le suit, allant du pôle + du générateur, par le rail +, l'objet posé, le rail –, vers le pôle – du générateur.
Ce courant crée dans la boucle ainsi formée un champ magnétique de valeur B, qui s'enroule autour de chaque élément conducteur d'après la loi de Briot et Savart ou le théorème d'Ampère. En supposant la boucle dans un plan horizontal, le champ magnétique créé va donc être vertical dans le plan de la boucle. Il est donc perpendiculaire au courant d'intensité I et exerce donc sur lui, d'après la loi de Laplace une force d'intensité B × I par unité de longueur.
Cette force, agissant sur le projectile, va le propulser le long des rails, et on peut montrer qu'il s'éloigne du générateur, agrandissant ainsi la surface de la boucle.
La force de Laplace propulse le projectile et exerce aussi de fortes contraintes sur les rails, le générateur et, éventuellement, sur l'aimant.
Comme le champ magnétique B est proportionnel à l'intensité I du courant, la force de Laplace est proportionnelle au carré de l'intensité.
F = B x I x L
F: Force différente de la vitesse
B: Champ magnétique de valeur B
L: longueur du support
I: courant d'intensité I