Lois de l`induction

Lois de l’induction
0) Introduction recherche de réciprocité
Une distribution de courant crée un champ B, il est logique de rechercher la réciprocité.
Définition du flux d’un champ magnétique extérieur sur un circuit.
Il est défini par l’intégrale surfacique suivante :
'
.
surface
s appuyant
sur le circuit
B dS
On montre que n’importe quelle surface qui s’appuie sur le circuit convient. Par exemple si le circuit est un cercle
on peut prendre comme surface le disque ou une demi-sphère dont le circuit est respectivement le contour et
l’équateur.
I) induction de Neumann :
1) Bobine fixe dans un champ magnétique variable
Lorsque le flux magnétique varie à travers un circuit, il apparait aux bornes de celui-ci une différence de potentiel
appelée force électromotrice (homogène à une tension et pas à une force), selon la loi de Faraday e = - d /dt, les
conventions d’orientation du flux et de la f.e.m suivant la règle de la main droite
expérience : Bobine et ampèremètre sensible
Convention d’orientation, règle de la main droite : sens de mesure de dS donc de selon le pouce, la concavité
main est selon sens de mesure de e, alors on a : e = - d /dt
Un champ magnétique variable est obtenu par déplacement d’un aimant ;
Il se trouve ici que B est dans le sens de dS donc est ici positif,
On trouve e < 0 pendant le déplacement
dS
e = - d /dt
V
Bext
B
A
Sens de déplacement de
l’aimant pour tester
N
S
Sens de dS = sens de mesure de
Sens de mesure de e cohérent
avec le sens de mesure de

Si l’aimant se déplace effectivement vers la droite on mesurera e<0
Loi de Faraday ; e = - d /dt 1831
A quoi ça sert ? a-t-on demandé à Faraday ; il a répondu à quoi sert un nouveau né. Il ne pouvait prédire les
applications multiples de sa découverte, alternateurs, transformateurs, moteur asynchrone, microphone
électrodynamique…
Alternateur :
Loi de modération de Lenz : c’est une propriété qui découle de la loi de Faraday
La d.d.p induite e qui apparaît tend à contrecarrer la variation du flux qui lui a donné naissance
Ainsi qu’à créer des forces de Laplace entre l’aimant et la spire qui s’opposent à son mouvement
C’est un principe de modération
Lorsque l’aimant se rapproche le champ augmente, le flux de B augmente sa variation est positive la f.e.m e qui
apparaît est négative ; e = - d /dt et les conventions d’orientation associées ; un courant négatif prend naissance
qui crée un champ magnétique négatif supplémentaire qui contrecarre l’augmentation positive de Bext.
dS
e = - d /dt
V
Bext
N
S

2) Expérience de Faraday
Expérience historique de Faraday sur un noyau de fer doux ( dans l’expérience de Faraday les deux circuits
étaient imbriqués)
Quand on ferme l’interrupteur de l’inducteur, il apparaît e<0 dans l’induit ;
selon la loi de Lenz il se développe un nord à la face inférieure de la bobine induit
expérience Bobines Jeulin
la résistance transforme la source de tension en source de courant . On choisit R>> L
sur CH1 on a des triangles sur CH2 on a des créneaux
B1= 0 n1 I 2= N2 B1 S I= ±at+b e2= ± 0 N2 S n1 a
Le flux propre est nul car à vide i2 = 0 et L2 n’intervient pas
E
V
A
B
COM
Rouge
e = - d /dt
CH2
CH1
5 k

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II) Induction motionnelle ou induction de Lorentz dans champ permanent
1) Expérience avec une bobine mobile et un aimant fixe
Elle rentre aussi dans le cadre de la loi de Faraday
Pour avoir la même situation que précédemment on doit approcher la bobine de l’aimant
Bobine mobile dans un champ permanent
Il apparaît encore e < 0
_____________________________________________________
Propriété : Il se trouve que la loi de Faraday est encore vérifiée, il doit en être ainsi si on pense que les
mouvements relatifs sont identiques que l’on rapproche l’aimant ou la bobine
Aimant fixe
dS
e = - d /dt
V
Sens de déplacement
de la bobine pour
tester