sommaire

SOMMAIRE :
CHAPITRE 1
AIMANTS ET BOBINES
1- Champ magnétique crée par un courant
2- Solénoïde
3- Résumons nous
CHAMP MAGNETIQUE CREE PAR DIFFERENTS CONSTITUANTS
1- Cas d'une bobine longue
2- Cas d'une bobine plate
3- Cas d'un fil rectiligne
CHAPITRE 2
1- Expérience (avec APPLET JAVA) sur la force de LAPLACE
2- Enoncé de la loi de LAPLACE
3- Application : la machine à courant continu (avec APPLET JAVA)
CHAPITRE 3
1- Le flux
2- Mise en évidence du phénomène d'induction d'une tension
3- Explication
4- Valeur et sens de la tension induite
5- Existence de l'auto-induction
6- Généralisation
7- Energie emmagasinée
CHAPITRE I
AIMANTS ET BOBINES
Nous savons que deux aimants agissent l'un sur l'autre par des forces d'attraction ou de
répulsion appelées "forces magnétiques" et qu'un aimant possède un pôle nord et un pôle sud.
Il en est de même pour les bobines parcourues par un courant. Celles-ci se comportent comme
des aimants et possèdent, elles aussi, un pôle nord et un pôle sud. Voyons un peu de quoi il
s'agit :
Définition : L'électromagnétisme est l'étude des phénomènes résultant de l'interaction des
courants électriques et des champs magnétiques.
1) Champ magnétique crée par un courant :
a. Un conducteur parcouru par un courant s'entoure d'un champ magnétique analogue à celui
produit par un aimant (découverte faite par le physicien HANS CHRISTIAN OERSTED en
1819).
b. Ce champ circulaire entoure le conducteur sur toute sa longueur. Les lignes de force le
constituant forment des cercles concentriques autour de ce dernier et le plan sur lequel elles
s'appuient est perpendiculaire à la direction du conducteur.

c. Le sens des lignes de forces peut-être défini par :"la règle de la main droite" :
Si l'on tient le conducteur dans la main droite, le pouce orienté dans le sens du courant, les
doigts pointeront dans le sens du flux.
d. Les lignes de force entourant le conducteur deviennent de plus en plus espacées à mesure
que l'on s'éloigne du conducteur. Le nombre de lignes de force par mètre carré diminue ce qui
nous permet de dire que le flux magnétique est moins dense à 2 cm du conducteur qu'à 0,5 cm.
Bien que le champ magnétique existe tout autour du conducteur, même à des distances très
éloignées, il devient si petit qu'on le néglige. Pour information, un courant de 10 A produit à 4
cm du conducteur concerné une densité de flux de 50 Micro - Tesla, soit environ celle du
champ magnétique terrestre.
Remarques importantes :
- La densité de flux en un point précis du champ magnétique est proportionnelle au courant qui
traverse le conducteur. Cette densité de flux est indépendante du diamètre du conducteur et de
sa nature.
- Le champ magnétique autour de plusieurs conducteurs est égal à la somme des champs
crées par chacun d'eux. Ainsi un faisceau de 50 conducteurs traversé par 1 ampère produira le
même champ magnétique qu'un conducteur traversé par 50 A. Cette propriété nous permettra
de créer des champs intenses avec des courants relativement faibles.

2) Solénoïde :
Dans la plupart des cas concernant l'électromagnétisme appliqué à l'électrotechnique, nous
aurons affaire à un solénoïde. Il est donc de bon ton de définir ce qu'il est et ce qu'il représente.
Définition : On appelle solénoïde un fil enroulé régulièrement en hélice de façon à former une
bobine longue. Une telle bobine parcourue par un courant produit le même champ magnétique
qu'une série de spires indépendantes parcourues par le même courant. A l'intérieur de la
bobine, les lignes de force sont parallèles à l'axe du solénoïde. A l'extérieur elles sont
distribuées exactement comme celles d'un barreau aimanté. Comme pour le barreau aimanté,
on appelle pôle nord l'extrémité de la bobine par laquelle sortent les lignes de forces et le pôle
sud l'extrémité par laquelle elle rentrent. Nous connaissons d'ailleurs à ce jour 4 règles nous
permettant de définir le pôle nord et le pôle sud d'un solénoïde.
Nota : Nous retrouverons ce solénoïde dans la constitution des contacteurs, relais, électro-
aimants, transformateurs, moteurs, Etc.
Pôle d'une bobine (Solénoïde) :
Si l'on empoigne le solénoïde, avec la main droite, de façon à ce que le courant entre par le
poignet est sorte par les doigts, la face NORD sera indiquée par le pouce :
Les autres méthodes de définition des différents pôles sont :
- Règle du "bonhomme d'ampère".
- Règle du "tire bouchon".
- Règle des "lettres".
3) Résumons nous :

Un barreau aimanté, une bobine ou un fil parcouru par un courant, provoque tout autour de lui
une induction magnétique notée B. Cette induction est mise en évidence par un spectre obtenu
en saupoudrant de la limaille de fer sur un carton placé juste au dessus de l'aimant. L'exemple
suivant illustre la répartition de ce spectre :
On aperçoit un ensemble de lignes appelées "lignes de champ" allant du nord au sud de
l'aimant. Il en serait de même avec une bobine.
Le champ magnétique en un point de l'espace a une direction tangente à la ligne du spectre qui
passe en ce point. Elle est dirigée du nord vers le sud, elle est d'autant plus grande que les
lignes sont plus serrées. Une ligne de champ représente l'ensemble des points de l'espace où
l'induction a la même valeur. Cette induction s'exprime en Tesla ( unité S.I.), et elle est notée T.
C'est une unité qui est numériquement grande par rapport à d'autres unités S.I. En effet, il est
difficile d'atteindre une induction magnétique durable supérieure à quelques dizaines de Teslas.
A titre indicatif, la valeur moyenne de l'induction du champ magnétique terrestre en France
(composante horizontale) vaut :
CHAMP MAGNETIQUE CREE PAR DIFFERENTS CONSTITUANTS
1) Cas d'une bobine longue (solénoïde) :
Nota : Pour une bobine, il est difficile de connaître la texture exacte de l'induction du champ
magnétique en tout point de l'espace. Par contre, on peut calculer précisément la valeur de
l'induction en son centre.
C'est une bobine beaucoup plus longue que large et dont l'induction au centre du solénoïde est
:

2) Cas d'une bobine plate :
C'est une bobine beaucoup plus large que longue qui comporte généralement plus d'une spire
et dont l'induction en son centre vaut :
3) cas d'un fil rectiligne :
Un fil rectiligne peut-être considéré comme une bobine de rayon infini. Il crée en un point de
l'espace distant de r du fil, un champ magnétique d'induction :
Remarque:
- Le champ magnétique en un point se représente par un vecteur ayant une direction et un
sens. Ceci est important pour appliquer la loi de LAPLACE (voir chapitre 2).
- Dans le cas des bobines (plusieurs spires), le produit "N.I" appelé force magnéto motrice
(FMM) rencontré dans les différentes formules s'exprime en ampère (autrefois exprimés en
ampère tour)
CHAPITRE II
Si un conducteur, traversé par un courant, est soumis à un champ d’induction magnétique,
celui-ci sera le siège d’une force ELECTRO-MAGNETIQUE plus généralement appelée force
de LAPLACE. Ce phénomène sera d’une importance capitale puisqu’il est à la base du
fonctionnement des moteurs, des haut-parleurs, d’un grand nombre d’appareils de mesure, des
contacteurs, Etc.
1) Expérience :