Exercices corrigés : L`induction magnétique

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L’INDUCTION MAGNETIQUE
Enoncé :
A proximité d’une bobine B qui est fermée sur un microampèremètre, on place un aimant droit( voir figure ).
1- On rapproche le pôle nord de l’aimant de l’une des faces de la bobine B.
a- Représenter le champ magnétique
A
B
créé par l’aimant dans la bobine B.
b- Enoncer la loi de Lenz. Représenter le champ
magnétique
i
B
induit dans la bobine B. En déduire
le sens du courant induit.
c- Préciser l’inducteur et l’induit.
2- On éloigne la bobine B de l’aimant :
a- Le sens du champ magnétique
A
B
varie-t-il ?.
b- Représenter le champ magnétique induit
i
B
créé
dans la bobine B.
c- Préciser le sens du courant induit dans B.
Corrigé :
1-
a- Rappel
Réponse
Le vecteur champ magnétique
A
B
créé par l’aimant
droit est représenté sur le schéma.
b-
Loi de Lenz : Le courant induit a un sens tel qu’il
s’oppose par ses effets à la cause qui lui a donné
naissance.
 La cause du courant induit : augmentation de la
valeur du champ
A
B
car l’aimant se rapproche de la
bobine.
 La réponse : Le courant induit crée un champ
magnétique
i
B
qui s’oppose à l’augmentation de
A
B
donc il a le sens opposé de
A
B
Exercice 1
Champ magnétique créé par un aimant droit :

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 Pour avoir le sens du courant induit, il faut appliquer la règle de la main droite :
Le vecteur champ
i
B
s’oriente selon la pouce de la main droite.
Le sens du courant induit est donné par les autres doigts de la main droite. (voir figure ci-
dessous)
c- L’inducteur est l’aimant car il crée le champ inducteur.
L’induit est la bobine dans laquelle le courant induit est créé.
2-
a- En éloignant la bobine de l’aimant le sens du champ
A
B
ne change pas car il est créé par l’aimant et
l’aimant n’est pas touché.
b-
c- La cause du courant induit : Diminution de la valeur du champ
A
B
car la bobine s’éloigne de l’aimant.
La réponse : Le courant induit crée un champ magnétique
i
B
qui s’oppose à la diminution de
A
B
donc il a
même sens que
A
B
.
Enoncé :
En travaux pratiques, un élève dispose de trois dipôles de nature
inconnue, D1 ; D2 et D3. Chaque dipôle peut être soit un conducteur
ohmique de résistance R, soit une bobine de résistance r et d’inductance
L, soit un condensateur de capacité C.
Afin d’identifier les trois dipôles l’élève réalise le circuit schématisé ci-
contre (figure-1-)
Lorsqu’il ferme l’interrupteur K :
 La lampe L1 s’allume instantanément.
 La lampe L2 s’allume avec un retard temporel.
 La lampe L3 s’allume pendant une courte durée puis s’éteint.
Exercice 2
Fig 1

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Identifier, en le justifiant, les dipôles D1 ; D2 et D3.
Corrigé :
 La lampe L1 s’allume instantanément donc D1 est un conducteur ohmique (résistor).
 La lampe L2 s’allume avec un retard temporel donc D2 est une bobine car elle s’oppose à toute variation de courant
dans le circuit ce qui engendre un retard temporel de l’établissement du courant.
 La lampe L3 s’allume pendant une courte durée puis s’éteint donc D3 est un condensateur car en régime
permanent le condensateur se comporte comme un interrupteur ouvert.
Enoncé :
On réalise le montage série comportant une bobine d'inductance L et de résistance négligeable, une résistance
de valeur R=10kΩ ainsi qu' un générateur basse fréquence dont la masse n'est pas reliée à la terre et qui délivre
entre ses bornes une tension alternative triangulaire.
1. Réaliser le schéma de principe du montage. Ajouter les branchements à effectuer pour visualiser la tension aux
bornes de la bobine sur la voie 1 et la tension aux bornes de la résistance R sur la voie 2.
2. L'une de ces tensions permet d'observer l'allure de i(t). Laquelle ? Justifier la réponse.
3. L'oscillogramme ci-dessus donne l'allure des différentes tensions observées. Déterminer la période T de
l'intensité du courant.
4. On considère, sur l'oscillogramme précédent, une demi-période où la tension uL aux bornes de la bobine est
positive.
a. Déterminer la valeur de la tension uL.
b. Etablir une relation entre la tension uAB et la tension uCB.
c. Trouver l’expression de la tension uBC(t).
d. En déduire la valeur L de l'inductance de la bobine.
Corrigé :
1.
u(V)
t(ms)
1
1
1
Basedetemps: 0,5ms.div
Sensibilitéverticalesurlavoie1 : 0,1V.div
Sensibilitéverticalesurlavoie2 : 2V.div
C1
C2
Exercice 3
u

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2. sur la voie 2 on va visualiser uCB= - uR = - R.i donc
R
u (t)
i(t) R
donc i(t) est proportionnelle à uR(t) d’où la
courbe de uR(t) permet d’observer les variations de i(t).
3.
T div T . , ms . s
, ms div 
3
44 0 5 2 2 10
0 5 1
4.
a-
LL
u div u . , , V.
, V div
33 0 1 0 3
0 1 1
b-
CB
R
AB
CB
CB
AB
u
u
di
u L. avec i
dt R R
u
d( ) du
L
R
u L. .
dt R dt
c- La courbe C1  uAB(t) et la courbe C2  uCB(t).
CB
CBmax
CBmax CBmax
CB
CBmax
T
Pour t ; ; la courbe représentan t u (t) est une droite
affine décroissante,d'ou:
*** b ordonnée à l'origine
U . V.
U ( U )
*** a pente
u (t) at b avec T
U..
T.
3
3
02
4 2 8
02
448 16 10
2 10
CB
u (t) . t
3
16 10 8
d-
CB AB
AB CB
du u
L
u . R. L
du
R dt dt
,
A.N : L . , H
.
33
0 3 3
10 10 0 19
16 10 16
UCBmax
-UCBmax

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