Magnétisme TD1 Le champ magnétique I- Cartes de champ magnétique 1°) On donne ci-contre la carte du champ magnétique crée par 3 fils droits de grande longueur. a) Où sont situés les fils et quels sont les sens des courants dans chacun de ceux-ci ? b) Dans le plan de la figure, indiquer la zone où le champ est le plus fort et celle où il est le plus faible. c) Représenter qualitativement le vecteur champ magnétique aux points M et N. 2°) On donne ci-contre la carte du champ magnétique crée par 2 bobines (vues de dessus) parcourant par des courants de même valeur absolue. a) Indiquer dans les pointillés prévus à cet effet les sens des courants dans chacune des bobines. b) Dans le plan de la figure, indiquer la zone où le champ est le plus fort et celle où il est le plus faible. c) Y a-t-il un endroit où le champ est nul ? Justifier. II- Les bobines d’Helmholtz Soient deux bobines plates de rayon R chacune ayant N spires et étant parcourues par un courant électrique d’intensité I. Le sens du courant est tel que les champs créés par les deux bobines s’ajoutent dans l’espace situé entre celles-ci. Ces bobines sont situées dans 2 plans parallèles et sont distantes de la longueur R. Soit O le centre de la première bobine et Ω le centre de la seconde. C est le centre du segment OΩ. On rappelle l’expression du champ créée par une spire circulaire de rayon R µ .I R² parcourue par un courant I : Bspire = 0 . .e x 2 (R ² + x ² )3 2 R I I O 1°) Exprimer le champ magnétique en C en fonction de µ0, N, I et R. Application numérique : µ0 = 4π.10-7H.m-1 ; N = 1000 ; I = 2 A ; R = 1m. 2°) Exprimer le champ magnétique en tout point M de l’axe Ox des bobines et tracer B(x) ; B = B( x ).e x où x = OM . B − B min ∆B = max avec : B max B max Bmax champ maximal sur l’axe Ox Bmin champ minimal sur l’axe Ox pour x ∈ [ 0 ; R ] 3°) Calculer 4°) Déterminer l’expression littérale du moment magnétique M de ce système. 5°) Esquisser les lignes de champ d’un tel système. Ω III- Champ magnétique terrestre On dispose d’un solénoïde comportant N = 200 spires de longueur 2,00 m parcouru par un courant d’intensité I = 100mA. On place ce solénoïde sur une table horizontale et on oriente son axe dans la direction Est Ouest. On introduit, à l’intérieur une aiguille aimantée mobile en rotation autour d’un axe vertical. Cette aiguille s’oriente parallèlement à la composante horizontale du champ magnétique existant à l’endroit où elle se trouve. On donne la perméabilité magnétique du vide µ 0 = 4π.10-7 H.m-1. 1°) Calculer l’intensité du champ magnétique créé par le solénoïde à l’endroit où se trouve la boussole. 2°) Sachant que l’aiguille aimantée a précisément l’orientation donnée ci dessous, déterminer la valeur de la composante horizontale BH du champ magnétique terrestre. Nord N Ouest Est I S l Sud Vue de dessus