CORRECTION DU TP sur le champ magnétique dans le solénoïde

Le champ magnétique est créé à l’intérieur du solénoïde par la circulation d’un courant
électrique.
La direction du champ magnétique à l’intérieur du solénoïde est parallèle à l’axe du solénoïde.
Le sens du champ magnétique est indiqué par la règle de la main droite.

Le champ magnétique à l’intérieur du solénoïde croît en fonction du nombre de spires avant
d’atteindre un palier.
Dans la partie où le champ évolue ne fonction du nombre de spires, il faut assimiler le solénoïde à
une bobine, pour ce qui est du calcul de la norme du champ.
Passé un certain nombre de spires, le nombre de spires par mètre étant constant, on peut
considérer la norme du champ créé par le solénoïde comme constante
Par ailleurs, on doit constater (ceci n’est pas toujours vrai expérimentalement) que la norme B Z de
la composante verticale du champ est à peu près nulle, du moins négligeable par rapport à B X.
Ainsi si on exprime la norme B0 du champ en fonction de ses composantes BX et BZ, on a alors :
B0  B X2  BZ2
2

B 
B2 
B0  B 1  Z2   B0  B X 1   Z 
 BX 
 BX 
Or BX>>BZ
Conclusion :
B0  B X
La norme du champ est donc à peu près égale à sa composante horizontale.
2
X

On a vu qu’à partir d’une certaine longueur du solénoïde (c’est à dire à partir d’une certaine
valeur prise par le rapport entre la longueur du solénoïde et son rayon), on peut considérer
qu’on a plus affaire à un solénoïde qu’une bobine.
A partir des expressions donnant les normes des champs pour une bobine et un solénoïde, on
effectue une comparaison avec les relevés que l’on a effectué :
Pour la spire, B   0
10 spires
200 spires
NI
2R
4 10 7 10  2
B
 5,03.10 4 T
2
2  2,5.10
B
Pour le solénoïde, B   0
N
I
l
B  4 107  500  2  1,26.103 T
B  4 107  500  2  1,26.103 T
4 10 7  200  2
2

1
,
00
.
10
T
2  2,5.10 2
Si N=10sp, on se rapproche plus d’une bobine.
Si N=200sp, on a plus affaire à un solénoïde

Pour le tracé de B en fonction de I, on obtient une fonction linéaire de type B=aI.
N
On peut identifier a comme étant égal à  0 .
L
Après avoir calculé a sans se tromper dans les unités, on peut retrouver une valeur expérimentale
a
de µ0 telle que  0  L
N
 Quand on fait varié la position de la sonde, on met en évidence que la norme du champ est
constante à l’intérieur du solénoïde, sauf quand on se rapproche des bords.
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