Présentation sur le canon magnétique
Introduction et manipulations
Dans le cadre du cours de dépannage électrique nous avons eu à créer un canon
magnétique, qui consiste en un solénoïde (fil de cuivre enroulé plusieurs dizaines de fois
autour d’un crayon servant de canon). Cette expérience met en relation le magnétisme
et l’électricité. Le principe est simple, lorsque le courant passe dans les spires, la vis,
induite dans le crayon, est propulsée suivant la direction du champ magnétique éjectant
ainsi la bille. Le magnétisme est utilisé couramment tout les jours, spécialement en
géologie tels des appareils de géophysiques.
Nous avons d’abord enroulé un fil conducteur autour d'un stylo vide pour créer ce qui
deviendra un solénoïde lorsque du courant circulera. Nous avons utilisé une perceuse
électrique pour facilité la tache. Quoique difficile de manipulation, la technique avec la
perceuse facilitait un enroulement rapide et continu, sans l’utilisation de soudure en
étain. Une fois la bobine créée, nous avons inséré une vis ainsi qu’une petite bille dans
le stylo. Nous avons ensuite branché les fils dans un bloc d’alimentation qui a transmis
un courant de 5 volts dans le solénoïde. La bille est ensuite éjectée lorsque le courant
passe dans la bobine, propulsant la vis du même coup.
Résultats et calculs
Aire de la bobine : π*0,0035 ²m = 0,000038 m²
Où :
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L = inductance en henry (H)
μ0 = constante magnétique = 4π × 10-7 H·m-1
N = nombre de spires
S = section de la bobine en mètres carrés (m2)
l = longueur de la bobine en mètres (m)
Donc : L = 4π × 10-7 H·m-1 * 2000 spires * 0,000038 m²
44 m
Valeur de la bobine = L = 2.171 * 10-9Henry
Une longueur de stylo = env. 250 tours , et nous avons fait 8 longueurs
22mm * 250 * 8 = 44 000 mm de fil conducteur a été utilisé
Conclusion
La magnétisme est utilisé dans de nombreuses sphère de la vie courante. Ce petit
laboratoire démontre bien la relation coexistant entre l’électricité et le magnétisme. De
plus, les propriétés du magnétise sont couramment utilisée dans le domaine minier,
notamment en géo d’exploration, tel le « beep-map » qui utilise directement le principe
du solénoïde pour détecter les différences de champs magnétique dans le sol, indiquant
un indice probable de minéralisation.
Selon wikipedia : « Un solénoïde est un dispositif constitué d'un fil électrique enroulé
régulièrement en hélice de façon à former une bobine longue. Parcouru par un courant, il
produit un champ magnétique dans son voisinage, et plus particulièrement à l'intérieur de
l'hélice où ce champ est quasiment uniforme. L'avantage du solénoïde réside dans cette
uniformité qui est parfois requise dans certaines expériences de physique. Mais il
présente aussi des inconvénients : il est plus encombrant que les bobines d'Helmholtz et
ne peut pas produire un champ magnétique élevé sans matériel coûteux et système de
refroidissement. »
Voici les photos concernant le laboratoire sur le canon magnétique
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