Electromagnétisme

Christian Loverde Electromagnétisme

Lycée Jaufré Rudel Première Sti

Electromagnétisme Action d’un aimant sur un faisceau d’électron

Présentation du pôle nord d’un aimant droit horizontal placé perpendiculairement au faisceau d’électron. Déviation vers le bas:

Aimant sans action si parallèle au faisceau. On obtient le même résultat en approchant une bobine parcourue par un courant.

Action mutuelles aimants bobines

Les pôles de même nom se repoussent.

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La bobine parcourue par un courant est une source de champ magnétique. La bobine est équivalente à un champ magnétique, elle interragit sur l’aimant droit.

Action d’un conducteur parcouru par un courant sur une aiguille aimantée

expérience d’Oersted L’élément de courant horizontal dévie l’aiguille aimantée vers la gauche du bonhomme d’ampère regardant l’aiguille. Il est placé sur le fil, le courant entre par ses pieds.

Champ magnétique Définition : Portion de l’espace où une aiguille magnétique est soumise à une force magnétique.
 Le champ magnétique en un point est caractérisé par son vecteur champ magnétique: B •

Direction : celle d'une aiguille magnétique placée en ce point

•

Sens : celui de la force magnétique sur le pôle Nord de l'aiguille

•

Intensité : d'autant plus grande que les forces magnétiques sur l'aiguille sont plus importantes

•

Unité: le tesla (T)

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Les spectres de champs magnétiques Courrant rectiligne

Aimant droit

Aimant en U La limaille de fer décrit des lignes appelées des lignes de champ. L’aiguille aimantée placée à proximité de la source de champ est parallèle aux lignes de champ rectiligne ou tangente à celles-ci lorsqu’elle sont courbes. On donne aux lignes de champ le sens Sud-Nord de l’aiguille aimantée placée dessus. Lorsque les lignes de champ sont parallèles le champ est constant ou uniforme.

Circuits sources de champ magnétique Courant rectiligne: Vue spaciale (r distance au courant)

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vue dans le plan (d distance au courant)

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Bobine longue ou Solénoïde ( Rayon > longueur):

Force subie par une particule chargée en mouvement Vue dans un plan contenant le faisceau d’électrons et la force magnétique:

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Règle des 3 doigts de la main droite:


 Pouce = sens de q. V




Index = sens du champ magnétique B

 Majeur = sens de la force magnétique f m dite force de Lorentz

Vue spaciale et particule positive:

Module de la force:

 F = |q.V.B. sinα| avec α = (qV , B ) Si α = 90° déviation maximale Si α = 0° pas de déviation (aimant parallèle au faisceau dans la première expérience)

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La sonde de Hall Utilisée pour la mesure du champ magnétique avec un teslamètre.

Le passage du courant dans le semi conducteur dévie les charges dont l’accumulation génère une tension UH proportionnelle au champ magnétique. Cette tension est amplifiée par le Teslamètre gradué directement en Tesla.

Action d’un champ magnétique sur un conducteur rectiligne parcouru par un courant Expérience des rails de Laplace. Champ magnétique présent dans une zone de largeur

Règle des 3 doigts de la main droite:  Pouce = sens de I. l

l




Index = sens du champ magnétique B
 Majeur = sens de la force magnétique F L dite force de Laplace







Force de Laplace: F L = I .l ∧ B

l




Module FL = | I. . B. sinα| avec α = ( I l , B ) Pour retenir: “Je cours (le courant) dans un champ (magnétique) avec force (la force de Laplace)”

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Le moteur à courant continu

Quand le courant traverse la bobine placée dans le champ magnétique celui-ci produit un couple de force qui la fait tourner. Le courant change de sens à l’aide d’un commutateur.pour que la rotation puisse continuer.

Le haut-parleur

La bobine est parcourue par un courant variable image du son à emettre. Elle se déplace et entraine le déplacement de la membranne. La vibration de la membranne fait vibrer l’air et emet un son qui se propage dans l’air.

Action d’un conducteur sur un autre Le courant I2 dans le champ B1 créé par le courant I1 est soumis à la force F1/2 = I2.r.B1 Le courant I1 dans le champ B2 créé par le courant I2 est soumis à la force F2/1 = I1.r.B2

B1 =

µ0 I1 µI µℓ et B2 = 0 2 donc F1/ 2 = F2 /1 = F = 0 I1 I 2 2π r 2π r 2π r

Si r = 1m; r = 1m et I1= I2 = 1A alors F = 2.10-7N Ceci est la définition légale de l’ampère.

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