BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 1/6. Au voisinage d un pôle Nord d un aimant une boussole indique le SUD

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1 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 1/6 1. EXPERECE 1 ère expérience : Une boussole indique Le ORD du champ magnétique terrestre 2 ème expérience : 3 ème expérience : Au voisinage d un pôle ord d un aimant une boussole indique le UD Deux pôles de noms contraires (ord et ud) s attirent. Deux pôles de même nom se repoussent. 4 ème expérience : U Rhéostat limitant le courant dans le circuit + 1 ère étape On fait circuler un courant dans un fil entouré autour d un clou. 2 ème étape Le clou attire le trombone. l s est aimanté sous l action du courant.

2 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 2/6 5 ème expérience : On pose une plaque de plexiglas comprenant des petits morceaux de métal sur le rétroprojecteur puis on pose dessus un aimant droit. Constatation : les morceaux de métal s orientent tout autour de l aimant et forme le spectre magnétique. Chacune des lignes s appelle ligne de force ou ligne de champ magnétique. 6 ème expérience : On alimente une inductance (un solénoïde) en courant continu et on place à proximité une boussole et un trombone. U + L Constatation : Lorsqu on branche l alimentation, la boussole dévie en direction de l inductance et le trombone vient se coller contre la bobine. Lorsqu on coupe l alimentation la boussole reprend sa position initiale et le trombone n est plus attiré. ous avons fabriqué un électroaimant.

3 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 3/6 2. BLA DE EXPERECE Tout objet magnétique est composé de deux pôles : le nord et le ud. Ce sont les pôles opposés qui s attirent. Le fait de créer un bobinage (un solénoïde) crée automatiquement un champ magnétique. Tout objet magnétique est pourvu d un spectre magnétique qui délimite la zone d influence de l objet. l existe deux types d objets magnétiques : Ceux qui gardent leur magnétisme. Ce sont les objets en «fer dur» (acier, alliage de fer). ls servent à fabriquer les aimants. Ceux qui ne gardent pas ou très peu le magnétisme. Ce sont les objets en «fer doux» (fer très pur). ls servent à fabriquer les matériels électrotechniques (électroaimant, transformateur, moteur). 3. CHAMP MAGETQUE Un solénoïde crée un champ magnétique dont la valeur en son centre est : B = l Avec : B : champ magnétique ou induction en Tesla (T). : perméabilité absolue du solénoïde. : nombre de spires. : intensité du courant en Ampère (A). l : longueur du solénoïde en mètre (m). Transformation : l = B = (l B) ( ) = (l B) ( ) = (l B) ( )

4 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 4/6 4. PERMEABLTE ABOLUE 4.1 OLEODE A OYAU FERROMAGETQUE = 0 Avec : 0 : perméabilité magnétique du vide = OLEODE AVEC OYAU FERROMAGETQUE = 0 R Avec : 0 : perméabilité magnétique du vide = R : perméabilité relative du matériau constituant le noyau ferromagnétique. 5. FLUX MAGETQUE i un champ magnétique B uniforme ou considéré comme tel traverse une surface placée à proximité, celle-ci reçoit un flux magnétique dont la valeur est : B = B cos Avec : : flux magnétique en Weber (Wb). B : champ magnétique ou induction en Tesla (T). : surface traversée par le champ magnétique en mètre carré (m 2 ). : angle entre le champ magnétique et la surface qui le reçoit en degré ( ) ou en radian (rad). Transformation : B = ( cos ) = (B cos ) cos = (B )

5 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 5/6 Cas particulier d un solénoïde fournissant un champ magnétique à un autre solénoïde. B spires T = B cos Avec : T : flux magnétique total en Weber (Wb). : nombre de spires de la surface qui reçoit le champ magnétique. B : champ magnétique ou induction en Tesla (T). : surface d une spire traversée par le champ magnétique en mètre carré (m 2 ). : angle entre le champ magnétique et la surface qui le reçoit en degré ( ) ou en radian (rad). Transformation : B = T ( cos ) = T ( B cos ) = T (B cos ) cos = T ( B ) Remarques : Le cas décrit ci-dessus concerne les transformateurs et les moteurs à courant continu. Lorsque l objet créateur du champ magnétique B et la surface traversée par ce dernier sont colinéaires (dans le même axe), l angle = 0 donc cos = 1 et la formule du flux devient = B. Lorsque l objet créateur du champ magnétique B et la surface traversée par ce dernier sont perpendiculaires, l angle = 90 donc cos = 0 et le flux est nul.

6 C1 C2 C3 BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page 6/6 6. EXERCCE Exercice 1 : un solénoïde sans noyau, constitué de 1200 spires pour une longueur de 50 cm, est parcouru par un courant de 1,5 A. Calculer son champ magnétique en son centre. B = 0 ( ) l = ( ) ,5 0,5 = 4, T = 4,52 mt. Exercice 2 : refaire l exercice précédent mais en incluant au centre du solénoïde un noyau ferromagnétique ayant pour perméabilité relative R = B = 0 R ( ) l = ( ) ,5 0,5 = 9,05 T. Exercice 3 : une bobine fournit un champ de 2 T. Ce champ uniforme traverse une surface de 20 cm 2. Calculer le flux magnétique pour les cas suivants : = 45. = B cos = cos 45 = 2,83 mwb = /6 rad. = B cos = cos /6 = 3,46 mwb = 0 = B cos = = 4 mwb cos = 0,8 = B cos = ,8 = 3,2 mwb Exercice 4 : une bobine fournit un champ de 5 T. ous plaçons un solénoïde, de 1000 spires et dont la surface de chaque spires est de 80 cm 2, sur le même axe ( = 0 ). Calculer le flux total qui en résulte. T = B cos = cos 0 = 40 Wb. Exercice 5 : Calculer l angle qu il existe entre une bobine fournissant un champ uniforme de 1,2 T et une surface de 50 cm 2 si le flux est de 3 mwb. cos = (B ) = (1, ) = 0,5 = 60 = /3 rad. Exercice 6 : Calculer la perméabilité relative du noyau d une bobine si le Teslamètre a mesuré 12 T, l ampèremètre 5 A et si les caractéristiques sont 2500 spires pour une longueur de la bobine de 70 cm. = (l B) ( ) = (0,7 12) (2500 5) = = 0 R d où R = 0 = = 535

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