Induction magnétique

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Induction électromagnétique
I- Rappel
1/ Champ magnétique crée par un aimant droit
r
B
Le vecteur champrmagnétique en un
point M est noté B qui a pour :
• Direction : tangente aux lignes
de champ passant par le point
considéré. C’est la direction prise
S
N
par l’aiguille aimantée placée en
ce point.
• Sens : celui de SN de l’aiguille
aimantée.
• Origine : le point M.
r
• Valeur : B exprimée en T, mesurable avec un Teslamètre.
2/ Les faces d’une bobine
a- Expérience
La bobine B est parcourue par un courant électrique continu.
B
B
(2)
N
N
(1)
S
S
Attraction
Répulsion
b- Conclusion
Une bobine parcourue par un courant électrique se comporte comme un
aimant.
La face (1) est une face Nord par contre la face (2) est une face Sud.
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II- Phénomène d’induction électromagnétique
1/ Expérience 1
S
N
S
N
i
i
0
0
Lorsqu’on déplace un aimant rapidement devant un circuit électrique fermé, on
constate que le galvanomètre indique le passage d’un courant qui change de
sens si on change le sens de déplacement de l’aimant et qui s’annule dès qu’on
cesse le déplacement.
Ce courant est appelé courant induit. L’aimant qui produit ce courant est appelé
inducteur. Le circuit électrique est appelé circuit induit. Le phénomène produit
est appelé phénomène d’induction électromagnétique.
2/ Expérience 2
En faisant tourner rapidement la bobine par
rapport à l’aimant, un courant induit s’installe et
s’annule dès que la bobine s’arrête.
N
i
III- Courant induit
0
On se propose de déterminer expérimentalement
le sens du courant induit.
1) Expérience
a. Sens de courant
On déplace l’aimant devant la bobine et on identifie dans chaque cas la face
présentée par la bobine.
N
S
N
i
i
0
2/5
0
S
S
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1
2
On éloigne le pôle Nord.
La bobine est attirée.
Elle présente alors une face Sud.
On approche le pôle Nord.
La bobine est repoussée.
Elle présente alors une face Nord
3
4
S
N
S
i
N
i
0
On éloigne le pôle Sud.
La bobine est attirée.
Elle présente alors une face Nord.
0
On approche le pôle Sud.
La bobine est repoussée.
Elle présente alors une Nord
b. Analyse des résultats
On constate d’après ces expériences que le sens du courant induit dépend du
sens du déplacement et de la nature des pôles de l’aimant.
r
Dans les expériences 2 et 4 le courant circule dans un sens tel que le champ b
crée au centre de la spire sera opposé au champ inducteur pour atténuer sa
variation (augmentation)
r
Dans les expériences 1 et 3 le courant circule dans un sens tel que le champ b
crée au centre de la spire aura le même sens que le champ inducteur pour
atténuer sa variation (diminution)
Dans chaque cas la bobine présente une face qui s’oppose au déplacement de
l’aimant.
2/ Loi de Lenz
Le sens du courant induit est tel que, par ces effets, il s’oppose à la cause qui
lui donne naissance.
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IV- Force électromotrice induite
Pour expliquer la circulation du courant dans un circuit fermé, on doit admettre
l’existence d’une force électromotrice, malgré qu’il n’y a pas de générateur. On
l’appelle f.e.m induite. Elle est délocalisée dans le circuit.
Si le circuit est ouvert cette f.e.m se traduit par l’apparition d’une tension à ses
bornes
V- Application
1/ Alternateur d’une bicyclette (Principe de fonctionnement)
N
S
La bobine tourne devant un aimant fixe réant ainsi un courant induit qui circule
dans la bobine et une force électromotrice entre ses bornes.
Sidi jmour
2/ Transformateur
B1
B2
V
G
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a) Alimentation en tension continue
Le voltmètre indique une tension nulle
Le courant qui circule dans B1 étant constant produit un champ constant dans
lequel sera plongée la bobine B2 donc il n’y a pas de phénomène d’induction.
b) Alimentation en tension alternative
Le voltmètre indique une tension non nulle.
Le courant qui circule dans B1 étant variable produit un champ variable dans
lequel sera plongée la bobine B2 d’où l’apparition du phénomène d’induction
qui se traduit par l’apparition d’une tension variable aux bornes de B2.
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