Série N°2 Interaction et champ magnétique Exercice 1 Exercice 2

Série N°2
Interaction et champ
magnétique
Exercice 1
On considère un long fil conducteur vertical traversé par un courant I. Représenter, dans chacun des
cas suivants, le vecteur champ magnétique B au point M.
1ér cas
2éme cas
3éme cas
4éme cas
Exercice 2
Deux aimants droits sont placés perpendiculairement l’un à l’autre à la même distance du
point M, comme l’indique la figure ci-contre.
1) Sachant que B1 = 4.10-3 T et B2 = 3.10-3 T, représenter à
l’échelle : 2.10-3 T → 1 cm,
a) B1 Le vecteur champ magnétique crée par l’aimant A1 au
point M.
b) B2 Le vecteur champ magnétique crée par l’aimant A2 au
point M.
2) a) Exprimer le vecteur champ magnétique résultant B en fonction de B1 et B2, représenter B
b) Schématiser l’aiguille aimantée placée au point M.
c) Déterminer graphiquement et par calcul la valeur du champ magnétique B résultant
d) Déterminer la valeur de l’angle α = ( B1, B2 )
3) On enlève l’aimant A2. Est-ce que l’angle α augmente, diminue ou reste constant ? Justifier.
Exercice 3
Un solénoïde comporte 2000 spires par mètre et renferme dans sa région centrale une aiguille aimantée placée sur un
pivot. Son axe horizontal est placé perpendiculairement au plan méridien magnétique terrestre. On donne la valeur de
la composante horizontale de champ magnétique terrestre : BH = 2.10-5 T.
1) Indiquer sur un schéma la direction et le sens de BH . Représenter la position initiale de l’aiguille lorsqu’aucun courant
ne traverse le solénoïde.
2) On lance un courant d’intensité I = 5 mA. L’aiguille dévie d’un angle α.
a) Calculer la valeur du champ magnétique BS crée par le solénoïde.
b) Représenter les vecteurs BH , BS et B le vecteur somme tel que B = BH + BS
c) Calculer la valeur de l’angle α.
3) On désire maintenant annuler le champ horizontal total à l’intérieur du solénoïde.
a) Faire un schéma indiquant la position à donner au solénoïde et le sens du courant qui le parcourt.
b) Déterminer l’intensité I0 de ce courant.
c) La position de l’aiguille est alors indifférente. Préciser pourquoi.
4) On double la valeur du courant I = 2.I0. Préciser la position d’équilibre de l’aiguille.
Exercice 4
On négligera le champ magnétique terrestre.
À l’aide d’un teslamètre, on mesure l’intensité du champ magnétique crée
par l’aimant droit au point O. On trouve Ba = 4.10-2 T.
Au point O est placée une aiguille aimantée pouvant tourner autour
d’un pivot vertical. Lorsqu’on ferme l’interrupteur (K), l’aiguille tourne
d’un angle α = 35° par rapport à sa position d’équilibre initiale.
1) Déterminer les caractéristiques du vecteur champ magnétique BS crée
par le solénoïde en O.
2) Déduire l’intensité I du courant qui parcourt le solénoïde sachant
qu’il comporte 800 sp/m.
Exercice 5
Un solénoïde d'axe (x’x) , comportant 800 sp/m est disposé de telle façon que son axe soit perpendiculaire au plan du
méridien magnétique. (voir figure ci-dessous)
1) Représenter au point O ( centre du solénoïde ) les vecteurs champs magnétiques qui existe lorsqu’on lance un
courant électrique d’intensité I dans le solénoïde, puis représenter la position d'une aiguille aimantée mobile sur
un axe vertical placée au centre O.
2) Préciser les faces du solénoïde.
3) Déterminer l'angle de rotation α que fait l’aiguille aimantée par rapport sa position initiale lorsqu’on fait passer
dans le solénoïde un courant d'intensité I = 0.04 A.
4) a) Déterminer l’intensité du courant I2 qu’il faudrait faire passer dans le solénoïde pour avoir une rotation de l’aiguille
aimantée d’un angle α’ = 45 °.
b) Déterminer dans ce cas la valeur du champ magnétique résultant au point O.
5) a) Indiquer comment faut-il disposer l'axe du solénoïde pour que l'aiguille aimantée ne tourne pas, lorsqu’on fait
passer un courant de valeur quelconque dans celui-ci.
b) Dans cette position, que se passe-t-il si on inverse le sens du courant ?
Exercice 6
Un solénoïde d’axe horizontale x’x confondu avec la composante horizontale BH du champ magnétique
terrestre de longueur 25cm formé de 500 spires parcourue par courant I = 4.mA.
Au centre du solénoïde on place une petite aiguille aimantée mobile autour d’un axe vertical passant par
son centre. (Voir schéma).
1) Représenter l’aiguille aimantée lorsque le solénoïde n’est pas traversé par aucun courant.
2) Le solénoïde étant parcouru par le courant I = 4 mA.
a) Représenter quelques lignes de champ à l’intérieur du solénoïde.
b) Déterminer les caractéristiques du valeur champ magnétiques B1 crée par le courant à l’intérieure du solénoïde.
c) Que ce passe-t-il à l’aiguille aimantée si le solénoïde est traversé par le courant I. Représenter les
vecteurs champ magnétique et l’aiguille aimantée au point O. On donne BH = 2.10-5T
d) Pour quelles valeurs du courant l’aiguille aimantée dévie de 180°.
3) On considère le même système que la figure.1 dans le plan horizontal passant par l’axe du solénoïde
on place à une certaine distance un aimant droit comme l’indique la figure ci-dessous
Déterminer l’intensité du courant I pour que l’axe SN de l’aiguille aimantée au point O ait une direction
perpendiculaire à l’axe du solénoïde ?