Activité n°3 : Vecteur champ magnétique

Mme GRISARD
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Classe : . . . . . . .
Physique C : Electromagnétisme
Champs magnétiques
Date : . . . . . . . . . . . . .
Activité n°1 : Aimants
a) Magnétisme
 Placer différents objets sur la table (clous, pointes, punaises, pièces de
monnaies diverses, plaques en aluminium, en cuivre, morceau de bois, de
polystyrène, aiguilles aimantées…)
 Les trier à l’aide d’un aimant.
1. Quelle propriété de l’aimant cette expérience illustre-t-elle ?
2. Le contact avec l’aimant est-il nécessaire ? Pourquoi ?
3. Tous les objets attirés par l’aimant s’attirent-ils entre eux ?
b) Pôle Nord
4. Comment détermine-t-on la direction du pôle Nord ?
 Faire l’expérience.
5. Quelle caractéristique de notre planète cette expérience illustre-t-elle ?
 Ecarter légèrement de sa position d’équilibre l’aiguille aimantée, puis
la lâcher.
6. Décrire son comportement
 Déplacer la boussole dans la classe.
7. Sa direction est-elle toujours la même ? Pourquoi ?
Le champ magnétique terrestre n’est pas forcément horizontal.
 Utiliser l’aiguille aimantée suspendue à un fil pour vérifier cette
affirmation.
c) Pôles d’un aimant
 Approcher lentement deux aimants l’un de l’autre.
8. Y a-t-il répulsion ou attraction entre deux pôles de même nom ?
9. Comment déterminer les pôles d’un aimant inconnu ?
 Réaliser l’expérience sur une aiguille aimantée ou un aimant dont on
ne connaît pas les pôles.

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Activité n°2 : Spectres
Une ligne de champ est une courbe qui suit en chaque point la direction
du champ magnétique.
a) Lignes de champ créées par un aimant
 Bien mélanger un bocal contenant de la limaille de fer dans de l’huile.
 Approcher un aimant droit du bord du bocal et attendre en observant
les déplacements de la limaille de fer.
 Faire la même expérience avec un aimant en U
1. Pourquoi peut-on dire que chaque grain de limaille de fer se comporte
comme un petit aimant ?
 Placer une plaque de verre (ou de plexiglas) surélevée par des
bouchons au dessus d’un aimant droit
 Saupoudrer la plaque avec un peu de limaille de fer.
 Tapoter légèrement la plaque (par exemple avec un capuchon de stylo)
pour bien voir les lignes de champ.
2. Expliquer pourquoi ces deux expériences permettent de visualiser
quelques lignes de champ créé par l’aimant.
b) Lignes de champ créées par une bobine
 Saupoudrer d’un peu de limaille de fer une plaque de plexiglas portant
une bobine de cuivre.
 Alimenter cette bobine à l’aide d’une alimentation électrique (sans
dépasser une intensité de 2 A).
 Si besoin, tapoter légèrement la plaque pour bien voir les lignes de
champ.
3. Comparer le spectre obtenu avec celui de l’aimant.

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Activité n°3 : Vecteur champ magnétique
 Poser un aimant droit, pôle Nord sur la graduation zéro d’une règle.
 A l’aide d’un tesla mètre mesurer la valeur du champ magnétique à
différentes distances de l’aimant, et compléter le tableau ci-dessous :
Valeur du champ magnétique en fonction de la distance à l’aimant
Distance (cm)
2,5
5
7,5
10
15
20
Champ
magnétique (T)
 Au centre d’un rapporteur gradué, placer une aiguille aimantée à
10 cm du pôle Nord de cet aimant droit.
1. Comment s’oriente l’aiguille ?
 Orienter le rapporteur pour que l’aiguille s’aligne suivant l’angle 0°.
 Approcher lentement le pôle Nord d’un aimant identique au précédent
(depuis une distance grande d’au moins 30 cm) suivant la direction 90°
du rapporteur.
 Mesurer l’angle de l’aiguille pour différentes distances de l’aimant.
2. Pour chaque mesure, confirmer que l’angle  de déviation de l’aiguille
vérifier la relation suivante :
1
2
B
B
tan 
, où B1 et B2 représentent les
valeurs des champs magnétiques créés par chacun des deux aimants au
point O du rapporteur.
Soit la relation suivante donnant le champ magnétique total en un point
en fonction de tous les champs Bi créés par les aimants présents autour
de ce point :
iaimant itotal BB 
3. Ecrire cette relation pour l’exemple précédent au point O. Faire le
schéma correspondant.
4. A l’aide de ce schéma, montrer que les mesures de tan() sont
compatibles avec cette relation.
 Retourner le second aimant. Que constatez-vous ?

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Champs magnétiques
5
90°
0°
80°
70°
60°
50°
40°
30°
20°
10°