Question 1 - Lycée Don Bosco Marseille

BEP ET Leçon 19 Le magnétisme Page
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1. EXPERIENCES
1ère expérience :
2ème expérience :
3ème expérience :
Deux pôles de noms contraires (Nord et Sud) s’attirent.
Deux pôles de même nom se repoussent.
4ème expérience :
N
S
Une boussole indique
Le NORD du champ magnétique
terrestre
N
S
Au voisinage d’un pôle Nord d’un
aimant une boussole indique
le SUD
N
S
1ère étape
On fait circuler un courant dans
un fil entouré autour d’un clou.
2ème étape
Le clou attire le trombone. Il s’est
aimanté sous l’action du courant.
I
U
Rhéostat limitant le
courant dans le circuit
+
N
S
N
S

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5ème expérience :
On pose une plaque de plexiglas comprenant des petits morceaux de métal sur le
rétroprojecteur puis on pose dessus un aimant droit.
Constatation : les morceaux de métal s’orientent tout autour de l’aimant et forme le
spectre magnétique. Chacune des lignes s’appelle ligne de force ou ligne de champ
magnétique.
6ème expérience :
On alimente une inductance (un solénoïde) en courant continu et on place à proximité une
boussole et un trombone.
Constatation :
Lorsqu’on branche l’alimentation, la boussole dévie en direction de l’inductance et le
trombone vient se coller contre la bobine.
Lorsqu’on coupe l’alimentation la boussole reprend sa position initiale et le trombone n’est
plus attiré.
Nous avons fabriqué un électroaimant.
N
S
L
U
+
N
S
I

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2. BILAN DES EXPERIENCES
Tout objet magnétique est composé de deux pôles : le nord et le Sud.
Ce sont les pôles opposés qui s’attirent.
Le fait de créer un bobinage (un solénoïde) crée automatiquement un champ
magnétique.
Tout objet magnétique est pourvu d’un spectre magnétique qui délimite la zone
d’influence de l’objet.
Il existe deux types d’objets magnétiques :
 Ceux qui gardent leur magnétisme. Ce sont les objets en « fer dur » (acier, alliage
de fer). Ils servent à fabriquer les aimants.
 Ceux qui ne gardent pas ou très peu le magnétisme. Ce sont les objets en « fer
doux » (fer très pur). Ils servent à fabriquer les matériels électrotechniques
(électroaimant, transformateur, moteur).
3. CHAMP MAGNETIQUE
Un solénoïde crée un champ magnétique dont la valeur en son centre est :
B = N I l
Avec : B : champ magnétique ou induction en Tesla (T).
: perméabilité absolue du solénoïde.
N : nombre de spires.
I : intensité du courant en Ampère (A).
l : longueur du solénoïde en mètre (m).
Transformation : l = N I B
= (l B) (N I)
N = (l B) ( I)
I = (l B) ( N)

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4. PERMEABILITE ABSOLUE
4.1 SOLENOIDE SANS NOYAU FERROMAGNETIQUE
= 0
Avec : 0 : perméabilité magnétique du vide = 4. .10-7
4.2 SOLENOIDE AVEC NOYAU FERROMAGNETIQUE
= 0 R
Avec : 0 : perméabilité magnétique du vide = 4. .10-7
R : perméabilité relative du matériau constituant le noyau ferromagnétique.
5. FLUX MAGNETIQUE
Si un champ magnétique B uniforme ou considéré comme tel traverse une surface S placée
à proximité, celle-ci reçoit un flux magnétique dont la valeur est :
= B S cos
Avec : : flux magnétique en Weber (Wb).
B : champ magnétique ou induction en Tesla (T).
S : surface traversée par le champ magnétique en mètre carré (m2).
: angle entre le champ magnétique et la surface qui le reçoit en degré (°) ou en
radian (rad).
Transformation : B = (S cos )
S = (B cos )
cos = (B S)
I
B
S

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Cas particulier d’un solénoïde fournissant un champ magnétique à un autre
solénoïde.
T = N’ B S cos
Avec : T : flux magnétique total en Weber (Wb).
N’ : nombre de spires de la surface qui reçoit le champ magnétique.
B : champ magnétique ou induction en Tesla (T).
S : surface d’une spire traversée par le champ magnétique en mètre carré (m2).
: angle entre le champ magnétique et la surface qui le reçoit en degré (°) ou en
radian (rad).
Transformation : B = T (N’ S cos )
S = T (N’ B cos )
N’ = T (B S cos )
cos = T (N’ B S)
Remarques :
Le cas décrit ci-dessus concerne les transformateurs et les moteurs à courant continu.
Lorsque l’objet créateur du champ magnétique B et la surface S traversée par ce
dernier sont colinéaires (dans le même axe), l’angle = 0 donc cos = 1 et la formule
du flux devient = B S.
Lorsque l’objet créateur du champ magnétique B et la surface S traversée par ce
dernier sont perpendiculaires, l’angle = 90° donc cos = 0 et le flux est nul.
I
B
N’ spires
S