Induction et ferromagnétisme

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Induction et ferromagnétisme
1. Induction
1.1. Vecteur surface
La direction du vecteur surface sera toujours perpendiculaire à la surface du circuit. Son sens
sera déterminé par la règle de la main droite ( il dépendra du sens choisi )
Exemple :
1.2 Flux :définition
 = N.B.S .cos (
,BS
)
N : nombre de spires
B : champ magnétique ( T )
S : surface d’une spire ( m² )
,BS
: angle entre les 2 vecteur
 : flux en WEBER ( Wb )
Application numérique :
On place un aimant à une certaine distance de la spire circulaire ( rayon = 5 cm ). Cet aimant
crée un champ magnétique B = 5mT. Calculer alors le flux crée par cet aimant
Remarque : selon le sens choisi , on trouvera un flux positif ou négatif
Dès que le flux varie, il apparaît une tension appelée
tension induite.
Sens choisi
Unité :
Sens choisi

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Pour faire varier le flux, on peut faire varier
*
*
*
1.3. Mise en évidence de tension induite
Expérience 1 : On éloigne un aimant d'une bobine, laquelle est branchée en série un groupe
de LED
Constatation : Une des 2 LED s’allume, mettant ainsi en évidence ainsi la
circulation d’un courant induit
Explication :
Expérience 2
Faisons tourner une bobine carrée face à un aimant. A l’oscilloscope, on s’aperçoit qu’une
tension induite apparaît aux bornes de la bobine
1
B

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POSITION 1 POSITION 2 ( le cadre a
tourné de 90 ° )
Explication :
Expérience 3 : dynamo de vélo
Proposer une explication à l’apparition d’une tension induite
Expérience n° 4 : transformateur
u1
N1 spires
N2 spires
u2
Sens rotation
Vue profil
Vue face
N1
N2
U1
U2
Culasse

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Pourquoi a t-on une tension au secondaire ?
Remarques :
1. Que va t-il se passer si on alimente le primaire en continu ? Pourquoi ?
2. Que se passe t-il au niveau de U2eff si on diminue le nombre de spires au secondaire ?
Même question au niveau de l’intensité au secondaire
autres expériences :
 frein par courant de Foucault : voir la vidéo sur le site
http://physiquelannion.wifeo.com dans la rubrique Terminale/travaux pratique
attention : ne pas mettre www )
application et avantage des freins par courants de Foucault : freins de bus sur bus et camions.
Ces freins sont d’autant plus efficaces que la vitesse est élevée ( contrairement aux freins de
voitures). De plus, n’ayant aucun contact entre le frein et les roues il n’y a pas d’usure
 plaque à induction :

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2. Ferromagnétisme
1. Définitions
 Un corps ferromagnétique est un corps pouvant être aimanté
 On note H l’excitation magnétique. H s’exprime en A/m
B
= µ0.µr.
H
 B : champ magnétique en Tesla ( T )
 µ0 : perméabilité absolue du vide = 4.10-7 S.I
 µr : perméabilité relative du matériau ( sans unité ) :
dépend du matériau
Remarques :
 On a donc B = µ0.µr.H
 µr air = 1
 Si on introduit un matériau dans un circuit, B variera. Par contre, H restera
constant
Application de la formule :
Mesurons B1 =
Calculons H1 =
Mesurons B2
Calculons µr
2.Influence d’un corps ferromagnétique
Utilisons des aiguilles aimantées pour visualiser les lignes de champ comprises entre deux
aimants droits
teslamètre
teslamètre
noyau
S
N
Les lignes de champ sont parallèles.
 est orienté dans le sens de
l’aiguille aimantée