Acti – Champs

Champs et
forces
Différents Champs
En physique, un champ est la représentation d'un ensemble de valeurs prises par une grandeur physique en
différents points d'une région de l'espace. Même en l'absence de corps (particule), la grandeur existe.
⃗⃗
Champ magnétique : 𝑩
 Présentation de la boussole :
a. A quoi sert-elle ? Dans quelles circonstances s’en sert-on ?
b. De quoi est-elle constituée ?
c. Nous permet-elle d’obtenir une direction, un sens et une intensité de la grandeur
observée ?
 Etude du champ magnétique créé par un aimant droit ou en U
Vous disposez d’un aimant droit permanent, d’une aiguille aimantée sur son support et d’une feuille de papier A4
avec quelques points et l’emplacement de l’aimant.
 Représenter au niveau de chaque point l’orientation de votre aiguille aimantée en respectant la direction
et le sens. Bien noter le nord (rouge).
 Représenter quelques lignes de champ.
a. Que constitue cet ensemble de lignes de champ ?
 A l’aide de limaille de fer (qui se comporte comme une aiguille aimantée) et d’un aimant droit, visualiser
la direction de l’axe des aimants ou de la limaille.
b. Faire un dessin avec quelques lignes de champ en les orientant dans le sens Sud – Nord à travers l’aiguille
aimantée :
S
N
 Observer le spectre magnétique d’un aimant permanent en U
c. Faire un schéma.
d. Existe-t-il une zone où le champ magnétique est uniforme ?
 Cas du champ magnétique terrestre
Le spectre du champ magnétique terrestre
est le suivant : (N et S sont le nord et le sud
géographique)
a. A quoi peut-il être comparé en première
approximation ?
b. Compléter alors ce schéma avec ce
modèle au centre de la Terre en
l’orientant correctement.
c. Dessiner quelques aiguilles aimantées
sur les lignes de champ représentées.
d. Que peut-on dire quand à l’orientation
réelle des boussoles ?
e. D’autre part, le champ magnétique
terrestre est-il toujours tangent à la
surface de la Terre ?
⃗
Champ électrostatique : 𝑬
Représenter les lignes de champ électrostatique entre deux plaques métalliques chargées à l’aide la machine de e
Whimshurst pour avoir une différence de potentiel élevée.
⃗
Champ gravitationnel : ⃗𝒈
Représenter la Terre sur un schéma et le champ gravitationnel en différents points placés aléatoirement.
Correction :
Champ magnétique
a. A s’orienter sur une carte pour connaitre le nord magnétique
b. D’une aiguille aimantée
c. Direction donnée par l’aiguille, sens par les couleurs (N =
rouge)
a. Le spectre magnétique de l’aimant droit
b. Schéma :
c.
d. Dans l’entrefer.
a.
b.
c.
d.
A un aimant droit
Schéma :
Schéma :
Les boussoles pointent vers le pôle nord géographique mais en réalité
vers le pôle sud de l’ « aimant terrestre »
e. Non, il peut même être perpendiculaire à la surface de la terre à
proximité des pôles.
Champ électrostatique
Entre deux plaques chargées
Champ gravitationnel
Entre un fil et un anneau
Acti – Différents champs (salle avec vidéoprojecteur)
Par poste :
Au bureau :
Aimant droit avec cale pour le surélever
 Boussole pour mesure de l’inclinaison du champ magnétique
au niveau de l’aiguille aimantée sur son
terrestre.
support
 Rétroprojecteur pour :
Spectre avec de la limaille de fer d’un aimant droit, en U, d’un
solénoïde (avec l’alimentation électrique) et d’un fil vertical
 Plaque avec les petites aiguilles aimantées pour faire le spectre
également
 Champ électrostatique entre deux armatures et entre un fil et un
anneau à l’aide la machine de Whimshurst et des graines de
carotte + rétroprojecteur.
Acti – Différents champs (salle avec vidéoprojecteur)
Par poste :
Au bureau :
Aimant droit avec cale pour le surélever
 Boussole pour mesure de l’inclinaison du champ magnétique
au niveau de l’aiguille aimantée sur son
terrestre.
support
 Rétroprojecteur pour :
Spectre avec de la limaille de fer d’un aimant droit, en U, d’un
solénoïde (avec l’alimentation électrique) et d’un fil vertical
 Plaque avec les petites aiguilles aimantées pour faire le spectre
également
 Champ électrostatique entre deux armatures et entre un fil et un
anneau à l’aide la machine de Whimshurst et des graines de
carotte + rétroprojecteur.
Acti – Différents champs (salle avec vidéoprojecteur)
Par poste :
Au bureau :
Aimant droit avec cale pour le surélever
 Boussole pour mesure de l’inclinaison du champ magnétique
au niveau de l’aiguille aimantée sur son
terrestre.
support
 Rétroprojecteur pour :
Spectre avec de la limaille de fer d’un aimant droit, en U, d’un
solénoïde (avec l’alimentation électrique) et d’un fil vertical
 Plaque avec les petites aiguilles aimantées pour faire le spectre
également
 Champ électrostatique entre deux armatures et entre un fil et un
anneau à l’aide la machine de Whimshurst et des graines de
carotte + rétroprojecteur.
Acti – Différents champs (salle avec vidéoprojecteur)
Par poste :
Au bureau :
Aimant droit avec cale pour le surélever
 Boussole pour mesure de l’inclinaison du champ magnétique
au niveau de l’aiguille aimantée sur son
terrestre.
support
 Rétroprojecteur pour :
Spectre avec de la limaille de fer d’un aimant droit, en U, d’un
solénoïde (avec l’alimentation électrique) et d’un fil vertical
 Plaque avec les petites aiguilles aimantées pour faire le spectre
également
 Champ électrostatique entre deux armatures et entre un fil et un
anneau à l’aide la machine de Whimshurst et des graines de
carotte + rétroprojecteur.