Expériences et observations








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Classe: TD - Année :2013-2014 - OG 1: - Chap 5. Champ magnétique sur

Phase d'acquisition

Activités, questions

Professeur

Activités, réponses

Apprenants

Trace écrite

Obs










Chapitre

Champ magnétique



  1. Interactions magnétiques

    1. Interactions entre aimants

      1. Expériences et observations





      1. Conclusion

Deux pôles de même nom se repoussent.

Deux pôles de noms différents s’attirent.


    1. Interactions entre aimants et courants

      1. Expériences et observations



      1. Conclusion

Une face d’une bobine est repoussée par le pôle de même nom d’un aimant et attirée par le pôle de nom différent.


    1. Interactions entre courants

      1. Expériences et observations



      1. Conclusion

Deux faces de même nom se repoussent.

Deux faces de noms différents s’attirent.


  1. Notion de champ magnétique

    1. Mise en évidence expérimentale du champ magnétique

Un petit aimant droit suspendu à un fil ou une aiguille aimantée, loin de toute source magnétique ou de tout courant électrique s’oriente toujours dans la même direction: la direction Nord-Sud géographique.


    1. Définition du champ magnétique

Un aimant exerce une force à distance sur toute substance magnétique (fer, cobalt, manganèse,nickel, gadolinium et dysprosium).

Un aimant exerce également une force sur un porteur de charge en mouvement.

On dit que l'aimant crée, autour de lui, un champ magnétique.

    1. Vecteur champ magnétique

Le champ magnétique est caractérisé en tout point de l’espace par le vecteur champ magnétique noté dont les caractéristiques sont:

Direction: axe de l’aiguille aimantée.

Sens: du pôle sud vers le pôle nord de l’aiguille.

Intensité ou valeur: B en tesla (T).


    1. Champ magnétique uniforme

Le champ magnétique est uniforme lorsque le vecteur champ magnétique est le même en chacun des points.


    1. Spectre magnétique

      1. Ligne de champ

On appelle ligne de champ magnétique, une courbe tangente en en tout point au vecteur champ magnétique et orientée dans le sens de celui-ci.

Les lignes de champ sortent du pôle nord et entrent par le pôle sud.


      1. Spectre

On appelle spectre magnétique ou spectre de champ, l’ensemble des lignes de champ.


      1. Exemples de spectres magnétiques

        1. Spectre d’un aimant droit

Les lignes de champ sortent par le pôle nord et entrent par le pôle sud

        1. Spectre d’un aimant en U

Les lignes de champ sortent par le pôle nord et convergent vers le pôle sud.

Entre les 2 branches de l’aimant, les lignes de champs sont parallèles : le champ magnétique est uniforme dans cette région.

        1. Spectre d’un solénoïde parcouru par un courant

Un solénoïde est une bobine dont la longueur est au moins 10 fois supérieure à son rayon (L = 10×R).

A l’intérieur du solénoïde, les lignes de champ sont parallèles : le champ magnétique y est donc uniforme.

A l’extérieur les lignes de champ ressemblent à celles d’un aimant droit.




  1. Champ magnétique créé par une bobine

    1. mise en évidence

Une bobine, parcourue par un courant électrique, crée un champ magnétique dans l'espace qui l'environne.

    1. les faces d'une bobine

      1. règle du tire-bouchon de Maxwell

Un tire-bouchon progresse de la face sud vers la face nord d'une bobine lorsqu'on la tourne dans le sens du courant.

      1. règle du bonhomme d'Ampère

La face nord d'une bobine est indiquée par le bras gauche d'un observateur regardant vers l'axe de la bobine et placé le long du fil de façon que le courant lui entre par les pieds et lui sorte par la tête.


      1. Règle de la main droite

La main droite entourant le fil de façon que les autres doigts indiquent le sens du courant, le pôle nord est donné par l’orientation du pouce tendu.


    1. spectre

A l’intérieur d'une bobine, les lignes de champ sont parallèles : le champ magnétique y est donc uniforme.

A l’extérieur les lignes de champ ressemblent à celles d’un aimant droit.


    1. champ magnétique à l'intérieur d'un solénoïde

Un solénoïde est une bobine dont la longueur est au moins 10 fois supérieure à son rayon (L = 10×R).

À l'intérieur du solénoïde, le champ magnétique est uniforme.


      1. direction et sens

      • direction : axe du solénoïde

      • sens : donné par les règles précitées.




      1. intensité

L'intensité B du champ magnétique régnant à l'intérieur d'un solénoïde, de longueur L et comportant N spires, qui est parcouru par un courant d'intensité I est donnée par :




  1. Champ magnétique terrestre

La terre est assimilable à un aimant droit dont la direction Sud-Nord magnétique fait avec la direction Sud-Nord géographique un angle θ appelé déclinaison magnétique.

L’angle i que fait le champ magnétique terrestre avec sa composante horizontale s’appelle l’inclinaison.

Remarque

En l’absence de toute source magnétique ou de tout courant électrique, une aiguille aimantée s’oriente toujours suivant la composante horizontale du champ magnétique terrestre.
Le champ magnétique terrestre se superpose toujours aux champs magnétiques créés par les autres sources.

Durée:






Physique -Tle D – Chap.5: Champ magnétique sur

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