Fiche de révision de physique La force de Laplace I La force de Laplace a. Généralités. Une portion de circuit électrique (« barreau »), parcourue par un courant et placée dans un champ magnétique est soumise à une force électromagnétique : la force de Laplace. L’intensité de la force de Laplace dépend de l’intensité électrique, de l’intensité du champ magnétique et de la longueur du barreau plongé dans le champ magnétique. ⃗⃗. Cependant la direction de 𝐹⃗ est toujours L’intensité de la force dépend également de l’angle α , entre 𝑙⃗ et 𝐵 ⃗ ⃗⃗ perpendiculaire au plan formé par 𝑙 et 𝐵 . Le vecteur 𝑙⃗ représente la « longueur du barreau », son origine est le centre du barreau, sa direction est l’axe du barreau et son sens est celui de l’intensité électrique. b. Caractéristiques de la force de Laplace.( ⃗𝑭⃗) Point d’application : Au centre de la portion de circuit plongée dans le champ magnétique et parcourue par un courant. ⃗⃗. Direction : perpendiculaire au plan formé par 𝑙⃗ et 𝐵 Sens : Il est donné par la règle des trois doigts. Intensité : F = I.l.B sin α F en (N) I, intensité électrique en A l, longueur de la portion de circuit plongée dans le champ magnétique en m. B, intensité du champ magnétique en T. ⃗⃗. α, angle formé par les vecteurs 𝑙⃗ et 𝐵 Remarque Règle des trois doigts : Le pouce pour la poussée. (vecteur 𝐹⃗ ) L’index pour l’intensité. (vecteur 𝑙⃗) ⃗⃗ ) Le majeur pour le magnétisme. (vecteur 𝐵 : représentation de vecteurs perpendiculaires au schéma en deux dimensions. II Applications a. Le haut-parleur électrodynamique. Comme indiqué sur le schéma, la bobine de fil parcourue par un courant est à l’intérieur d’un champ magnétique. Elle est donc soumise à une force de Laplace de direction horizontale. Le courant étant alternatif, il change sans cesse de sens, donc la force de Laplace fait de même et la bobine de fil qui entraine la membrane vibre d’avant en arrière. La fréquence de vibration de la membrane, donc celle du son produit, est la même que celle du courant électrique. b. Le moteur électrique Un moteur est constitué d’un Rotor, partie tournante recouverte de fils conducteurs et d’un stator, aimant ou électroaimant statique. On fait en sorte que l’intensité en périphérie du rotor passe toujours dans le même sens de part et d’autre de la ligne neutre. Des forces de Laplace apparaissent, au niveau de chaque fil. Remarque : La roue de Barlow est l’ancêtre du moteur. c. La balance de Cotton. Cet appareil servait à déterminer la valeur d’un champ magnétique, B. Elle est constituée de deux fléaux. Le premier destiné à recevoir des masses, le deuxième étant le siège d’une force de Laplace. ⃗⃗ est perpendiculaire à 𝑙⃗ donc sinα = 1. 𝐵 A l’équilibre des deux fléaux : P = F. (car d = d’, les moments des forces sont m.g égaux). ⟹B= I.l
