Activité sur le champ magnétique et électrique

TP CHAMP MAGNÉTIQUE ET CHAMP ÉLECTRIQUE
Nous avons vu qu’il était pratique de définir le vecteur champ de pesanteur
g
à la surface de la Terre.
La notion de champ est cependant plus générale ; elle est apparue en premier lieu dans un autre
domaine de la physique : l’électromagnétisme.
Nous allons voir qu’un champ vectoriel n’est pas qu’une représentation pratique en physique mais qu’il
rend compte d’un véritable changement des propriétés de l’espace.
1. CHAMP MAGNÉTIQUE
Aimant droit, aimant en U
Observer, en absence d’un aimant, une plaque contenant des petits barreaux en acier libres de pivoter
sur eux-mêmes.
Comment sont orientés les barreaux ?
On place maintenant un aimant droit sous le support contenant les barreaux. Quelle observation
pouvez-vous faire ?
On peut rendre compte de l’effet de l’aimant droit sur chacun des petits barreaux par la présence d’un
champ magnétique
B
. Le champ magnétique ainsi mis en évidence est-il uniforme ? Pourquoi ?
Tracer sur le doc 1, les lignes de champ, que l’on orientera arbitrairement du pôle Nord vers le pôle
Sud de l’aimant. Représenter sur le même document le vecteur champ magnétique
B
aux points A, B
et C sans se soucier de sa valeur.
Une expérience similaire peut se faire avec de la limaille de fer : chaque petit grain de limaille se
comporte comme les petits barreaux de l’expérience précédente. Faire l’expérience.
Sur le doc 2 et 3, tracer les lignes de champ et le vecteur champ magnétique aux points A, B et C.
Doc 1 Doc 2 Doc 3
Conclusion :
En tout point de l’espace, le vecteur champ magnétique
B
est tangent aux ……………………… et orienté
du pôle …………. vers le pôle ………… de l’aimant.
La figure que donne les lignes de champ est appelée spectre magnétique de l’aimant.
On peut dire que le champ magnétique est un ………………………………………… qui possède une
direction, un sens et une valeur. Il sera donc possible de le représenter par un vecteur noté
B
.
Par convention le champ magnétique créé par un aimant en un point M est représenté par
un vecteur
B
caractérisé par :
 Son origine : …………………………………
 Sa direction : …………………………………………
 Son sens : ………………………………………………………………………………………………………….
 Sa longueur : proportionnelle à l’intensité du champ magnétique mesurée en Tesla (T)
à l’aide d’un Teslamètre.
Activité 4 p 206 :

2. CHAMP ELECTRIQUE
 Quel est votre réflexe lorsque, voulant téléphoner,
vous « n’avez pas de réseau » ?
 A l'aide du doc 1, formulez une hypothèse qui justifie
le réflexe que vous mentionnez.
Doc 2 : Réseau Wi-Fi
Doc 3 : Dessin d’un salon possédant une antenne Wi-Fi
 Sachant que l’échelle du dessin ci-dessus est de 1cm ↔ 25 cm
préciser les distances :
Antenne – point A :……………….
Antenne – point B :……………….
Antenne – point C :……………….
 A l’aide du graphique, déterminer les valeurs du champ
électrique aux points A, B et C (préciser l’unité).
E(A) =………………….. E(B) =…………………… E(C) = …………………
 Quelle phrase semble la mieux adaptée à la notion de champ électrique ?
 A. Connaître un champ électrique, c’est avoir une « box » avec Wi-Fi.
 B. Un champ électrique est une tension permettant de téléphoner.
 C. Un champ électrique, c’est l’antenne que l’on place sur les toits d’immeuble ou dans son salon.
 D. Connaître un champ électrique, c’est connaître sa valeur en chacun des points de l’espace.
Un réseau Wi-Fi permet de relier sans fil
plusieurs appareils informatiques. Ces
liaisons s’effectuent grâce à un champ
électrique émis par une antenne. On
donne ci-dessous le graphique
représentant l’amplitude du champ
électrique émis par une antenne Wi-Fi en
fonction de la distance à l’antenne.
Source :
Agence Nationale des Fréquences -
Guide technique -
Modélisation des sites radioélectriques et
des périmètres de sécurité pour le public
Doc 1 : Antenne relais L’utilisation des téléphones
portables est rendue possible grâce aux antennes relais
disposées sur les bâtiments. Celles-ci créent un champ
électrique autour d’elles.

 Comment s’orientent les grains de semoule sous
l’action de la tension électrique entre les deux plaques ?
Les lignes de champ sont orientées de la
plaque chargée positivement vers la plaque
chargée négativement. Comme pour le champ
B
étudié précédemment, représenter le
champ électrique
E
aux points M et P.
Conclusion : On peut rendre compte de l’effet de la tension aux bornes des plaques A et B par la
présence d’un champ électrique, noté
E
, dont les caractéristiques sont les suivantes :
- point d’application : point de l’espace considéré
- direction : celle des lignes matérialisées par la semoule
- sens : de la plaque chargée vers la plaque chargée
- valeur : E exprimé en V.m-1
DOC 4 : Deux plaques A et B sont reliées aux bornes un générateur de
tension continue.
Des grains de semoule sont placés dans une assiette où on a introduit un
peu d’huile.