Induction électromagnétique - Le sas des sciences physiques

Fiche de révision de physique
Induction électromagnétique
Introduction : La bobine soumise à un champ magnétique variable se comporte comme un générateur (tension et
intensité débitée), une force électromotrice induite est apparue à ses bornes.
Rappel : μ0 = 1.256 10-6 H.m-1.
I Flux magnétique.
 Une surface orientée est décrite par le vecteur S. S est perpendiculaire à cette surface et sons sens est
choisi.
a. Flux dans une bobine.
 Le flux d’un champ magnétique B (venant d’une source extérieure) à travers une bobine de N spires
ayant chacune une surface S est défini : Φ = NBS cos α
  est l’angle entre B et S.
 Unités : N : nombre de spires, B en T, S en m²,  en °, et  en Weber (Wb).
b. Flux propre d’une bobine.
 Il s’agit du flux généré par le champ créé par la bobine lorsqu’elle est traversée par un courant, à travers
elle-même.
 Dans ce cas  = 0 obligatoirement. B et S sont colinéaires.
 B =μ0 NI/l et Φ= NBS cos 0 = NBS donc Φ= .I
 On définit l’inductance de la bobine : L = . L’inductance se mesure en Henry (H) et est une
caractéristique de la bobine.
 Donc Φ= L.I
 Unités : N : nombre de spires, B en T, S en m²,  en °, et  en Weber (Wb), l en m, L en H, I en A.
II Lois de l’induction
a. Loi de Faraday
 La bobine soumise à un flux variable (car B variable) se comporte comme un générateur (tension et
intensité débitée), une force électromotrice induite, e, est apparue à ses bornes, sa résistance interne est
nulle, et il produit un courant égal au courant induit.
 Toute variation de flux à travers un circuit électrique, crée une f.é.m induite pendant toute la durée de la
variation du flux.
b. Loi de Lenz
 Loi de Lenz : les phénomènes d’induction électromagnétique, f.é.m ou courant induit, tendent à
s’opposer à la cause qui leur a donné naissance.
 Le sens du courant induit est tel que le flux qu’il produit à travers le circuit s’oppose à la variation du flux
inducteur.
c. Loi de Lenz-Faraday
 Définition de la force électromotrice induite : e =
 La force électromotrice d’induction est égale à chaque instant à l’opposée de la dérivée par rapport au
temps du flux inducteur.
 Si le flux varie de Φ1 à Φ2 entre t1 et t2 on peut écrire : emoyen =
  en Wb et t en s.
III Applications
 La principale application est l’alternateur.
 Un alternateur permet de générer une tension alternative à partir d’une énergie mécanique.
 Il est composé d’un rotor (aimants en rotation) et d’un stator (bobine) et génère une force électromotrice
induite alternative.
 Les courants de Foucault qui apparaissent dans les masses métalliques soumises à un flux variables sont
une conséquence de l’induction électromagnétique.
 Les plaques de cuisson à induction fonctionnent sur le principe de l’induction électromagnétique.
Exercice type : 11 p 158