Schéma du montage et matériel

LABORATOIRE N o 5
Titre : Balance de courant
But :
Mesurer la force magnétique subie par un élément de courant électrique circulant d'un
côté d'une balance placée dans un champ magnétique. Comparer la force magnétique à
celle du poids d'un morceau de ficelle placé de l'autre coté de la balance. Déterminer le
champ magnétique produit par un fil conducteur en forme de solénoïde dans lequel
circule un courant électrique. Faire un calcul d'incertitude sur les différents paramètres.
Problème :
Trouver la force magnétique produite sur un élément de courant placé dans un champ
magnétique. Trouver l'intensité du champ magnétique produit par un courant circulant
dans un long fil conducteur en forme de solénoïde.
Théorie :
Vers 1820, Hans Christian Oersted découvrit qu'un courant électrique « I » peut produire
un effet magnétique, établissant ainsi le lien entre l'électricité et le magnétisme. Un long
fil conducteur en forme de solénoïde parcouru par un courant « I » produit un champ
magnétique B. Lorsqu'un élément de courant « I » est placé dans un champ magnétique
B, il subira une force magnétique Fm capable de le pousser.
- Force agissant sur un élément de courant :
BIFm
- Champ magnétique produit par un solénoïde fini :
120 In
2
1
B sinsin
- Constante de perméabilité du vide :
AmT1047
0/ 
( est mesuré à partir d'une perpendiculaire à l'axe et n est en spires/mètre N/L)
- Rappel sur l'équilibre de rotation des moments :
2m1 dFdP 
Schéma du montage et matériel :
Matériel
- une source de courant
- un multimètre Fluke
- un rhéostat
- un solénoïde
- une balance de courant
- filage nécessaire pour les connections
- un vernier
L
l
B
L
P
r moyen
d2
1
2
d1
Fm

Tableaux des résultats :
Masse de la
ficelle m en
(kg)
± 1E-07 ± 1E-07 ± 1E-07 ± 1E-07 ± 1E-07
Poids de la
ficelle P en (N)
± 1E-06 ± 1E-06 ± 1E-06 ± 1E-06 ± 1E-06
Fml en (N)
(équilibre des
moments)
± ± ± ± ±
I1 en (A)
(courant dans
le solénoïde )
± ± ± ± ±
B en (T)
(champs d`un
solénoïde)
± ± ± ± ±
B en (T)
(champ
mesuré
solénoïde)
± ± ± ± ±
I2 en (A)
(courant dans
le cadre )
± ± ± ± ±
Fm2 en (N)
(force
magnétique)
±
Écart %
(entre Fml et
Fm2 )
Écart %
(entre BC et
BM )
m0 1,2566E-06 Tm/A
N = 540 ±1tours
L = ± 0,001 m
n = ± tours/m
l = ±0,001 m
Rmoyen = 0,025 ±0,002 m
d1 =±0,001 m
d2 =±0,001 m
q1 =±1°0
sin 1 = ±
q2 = ±1°0
sin 2 = ±
  90 ±1°1,570796327
5
1
2
3
4
Questions :
a) Pourquoi est-il si difficile d'équilibrer la balance de courant ?
b) Qu’arriverait-il si l'on inversait le courant dans la balance de courant ?
c) Qu’arriverait-il si l'on inversait le champ magnétique dans le solénoïde ?
d) Pourquoi le solénoïde chauffe-t-il ?
e) Pourquoi il faut enlever la balance pour mesurer le champ dans le solénoïde ?