Première génie mécanique année scolaire 2010-2011 Exercice 5: superposition de champs magnétiques Exercices sur le champ magnétique -7 Donnée: perméabilité du vide : µ0 = 4π.10 Exercice 1: spectre d'un aimant droit 1- Représenter le spectre de l’aimant représenté page suivante. 2- On place au point A un capteur de champ magnétique, de sensibilité : 20mV / mT. Celui-ci indique 227mV. 2.1 Calculer l’intensité du champ magnétique au point A. 2.2 Tracer le champ magnétique en ce point sous la forme d’un vecteur, de longueur proportionnel à son intensité. Deux aimants droits A1 et A2 sont placés sur l’axe x’x (voir page suivante). Chacun d’eux crée au point M situé à égale distance des deux sources, un champ magnétique de 20mT. 1- Représenter le vecteur champ magnétique en M, lorsque les deux pôles en regard sont de même nom. 2- Même question lorsque les deux pôles sont de noms différents. 3- On remplace l’aimant A2 par une bobine B2. On désire qu’au point M le champ résultant ait une norme égale à 60mT. Quelle doit être la norme du champ magnétique créé par la bobine? (Deux cas sont envisageables). Pour chaque cas, quel est le sens du courant dans la bobine? Exercice 6: superposition de champs magnétiques Exercice 2: repérage des faces d'une bobine Une bobine parcourue par un courant d’intensité I, crée en M un champ magnétique de Indiquer, sur chacun des dessins page suivante, s’il s’agit d’une face Nord ou Sud d’une norme B1 = 2mT (voir page suivante). bobine. Un aimant A crée en M un champ magnétique de norme B2 = 4mT. 1- Représenter les vecteurs champ magnétique créés en M par chacune des deux Exercice 3: champ magnétique dans un solénoïde sources. 2- Représenter le vecteur champ magnétique résultant. Déterminer sa norme. Soit un solénoïde de longueur L = 50cm, constitué de 2000 spires et parcouru par un courant d’intensité 1,5A (figure voir page suivante). Exercice 7: champ magnétique dans un solénoïde 1- Identifier les pôles de ce solénoïde sur la figure. 2- Calculer la norme du champ magnétique créé au centre de ce solénoïde (expression: On mesure l'intensité B du champ magnétique créé au centre d'un solénoïde parcouru voir TP n°9: champ magnétique dans un solénoïde). par un courant I. 3- Représenter le vecteur champ magnétique en ce point. Préciser l'échelle. I (A) 0 1 2 3 4 4- La norme du champ en A est 0,5mT. Représenter le vecteur champ magnétique en A. B (mT) 0 0,62 1,27 1,89 2,5 Exercice 4 : solénoïde 1- Indiquez les noms des appareils permettant d'effectuer ces mesures. On veut produire au centre d'un solénoïde, de longueur L = 60 cm, un champ 2- Tracez la caractéristique B=f(I). Échelles: 1 cm pour 0,5 A et 1 cm pour 0,25 mT. magnétique de 5,0.10-3 T, l'intensité du courant étant de 2,0 A. 3- Déterminez son coefficient directeur (précisez son unité). 1- Quel est le nombre N de spires nécessaires ? N 2- L'enroulement est réalisé sur un cylindre creux en matière plastique à l'aide d'un fil 4- En déduire la valeur du nombre de spires par mètre n= L où N est le nombre de gainé de 2 mm de diamètre extérieur, les spires étant jointives. Combien de couches spires du solénoïde et L sa longueur. faut-il disposer sur le cylindre ? 1 Première génie mécanique année scolaire 2010-2011 Figures Exercice 1: Exercice 5: Exercice 2: Exercice 6: Exercice 3: Vue de dessus 2