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Thème P-2 : Physique et diagnostics médicaux Chapitre P-7 : Le champ magnétique
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Chapitre P-7 : Le champ magnétique
I. Le champ magnétique
1) Mise en évidence
 Un aimant a la propriété _______________ les objets en fer.
 Sur Terre une aiguille aimantée s’aligne selon une direction qui correspond à ___________________.
2) Définition
 Le terme « champ magnétique » désigne le phénomène qui est à l’origine de ____________________.
Ces forces magnétiques sont celles qui orientent une aiguille aimantée dans une direction particulière.
 Une aiguille aimantée constitue donc un _________________ de champ magnétique.
 Parmi les sources de champ magnétique, on peut citer : ___________________________________.
II. Les aimants
1) Les pôles d’un aimant
 Un aimant attire les objets en fer à ces deux extrémités que l’on appelle ces ______.
 Les deux pôles d'un aimant sont de natures différentes :
- Le pôle Nord d’une aiguille aimantée est l’extrémité
qui s’oriente vers le _______________________.
- Le pôle Sud est l’autre extrémité.
2) Interactions entre aimant
 Il existe des interactions entre aimants :
- Deux pôles de même nature _________________.
- Deux pôles de natures différentes ____________.
 Le pôle Nord d’un aimant est donc celui qui repousse le pôle ______ d’une aiguille aimantée.
III. Le vecteur champ magnétique
1) Définition
 Le champ magnétique est représenté par un __________ que l’on note
B
et qui est caractérisé par
____________________________________.
 Une aiguille aimantée permet de connaître direction et sens du vecteur champ magnétique :
- la direction du vecteur
B
est ______________________________.
- le sens du vecteur
B
est : _______________________________.
2) Mesure de la valeur du champ magnétique
 La valeur d'un champ magnétique est notée B ; elle s'exprime en _____________.
 La mesure de la valeur du champ magnétique se fait avec un appareil appelé _______________.
 Quelques ordres de grandeurs : - champ magnétique terrestre : environ 5.10-5 T (soit 50 µT),
- au voisinage d'un aimant : 10-2 à 10-1 T.
- un champ magnétique de 1 T est un champ magnétique intense !
3) Lignes de champ et spectre magnétique
 On appelle ligne de champ une courbe ________ au vecteur champ
magnétique
B
en chacun de ses points et orientée dans le sens de
B
.
 Un ensemble de lignes de champ est appelé ______________.
Exemple : spectre magnétique d’un aimant droit :

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IV. Le champ magnétique crée par des bobines
1) Champ magnétique crée par un courant électrique
 On fait les deux observations suivantes :
- Une aiguille aimantée _________ au voisinage d’un fil électrique parcouru par un courant.
- Un aimant __________________ une bobine de fil électrique parcourue par un courant.
 Un courant électrique est ______________________________, tout comme un aimant.
2) Champ magnétique crée par un solénoïde
a) Mise en évidence
 Deux aiguilles aimantées placées de part et d'autre d'un solénoïde,
s’orientent ________________________________________.
 Le solénoïde a donc le comportement d'un aimant : il possède une face
_____ et une face _____.
 Méthode pour reconnaître les faces Nord et Sud d’un solénoïde :
b) Caractéristiques
 Le vecteur champ magnétique crée à l’intérieur d’un solénoïde a les caractéristiques suivantes :
- Sa direction est _________________.
- Son sens est __________________.
- Sa valeur est donnée par la formule :
0
N
B = μ× ×I
L
avec I en A ; L en m et B en T.
 La grandeur μ0 est est la _________ magnétique du vide et vaut μ0 = 4.10-7 S.I.
 Remarques :
- La valeur du champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde est _____________.
- La valeur du champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde est :
- proportionnelle à ______________________ et au _____________________ du solénoïde
- inversement proportionnel à ____________________________________.
- Si l'on désigne par n = N/L le nombre de spires par mètre, on peut écrire _______________ .
V. Les champs magnétiques intenses
1) Obtention
 Plusieurs méthodes sont possibles pour augmenter la valeur du champ magnétique :
- Augmenter _____________________________________ de la bobine.
- Augmenter _______________________ dans la bobine.
- Réaliser un _______________ en introduisant un barreau de fer
dans un solénoïde. Pendant le passage du courant dans le solénoïde,
le fer s’aimante ce qui entraîne une forte augmentation du champ.
 Les champs magnétiques ainsi créés peuvent atteindre 15 à 20 T.
2) Application l’IRM
 L'I.R.M. permet d'observer les structures anatomiques de certains tissus et organes.
 Grâce à un champ magnétique intense, on modifie l’équilibre des atomes d'hydrogène du corps humain.
En supprimant brusquement le champ, les atomes reprennent alors leur état initial en émettant un
signal, qui est traduit en image par un ordinateur : c'est l'imagerie par résonance magnétique (I.R.M.).
 Cette méthode d'investigation présente de gros avantages : pas d'utilisation de rayons X comme en
scannographie, pas d'utilisation de traceurs radioactifs comme en scintigraphie.