TP TSTL Champ magnétique créé dans une bobine Janv. 09

TP TSTL
Janv. 09
Champ magnétique créé dans une bobine
Magnétisme
A l’aide d’un teslamètre, on veut mesurer la valeur B du champ magnétique sur l’axe d’un solénoïde afin d’étudier :
Ses variations en fonction de certains paramètres du montage (Intensité du courant, nombre de spires,
longueur du solénoïde)
Sa valeur le long de l’axe.
Matériel :
Un teslamètre (mesure de la valeur du champ magnétique) avec son voltmètre ;
Un ampèremètre ;
Un solénoïde (bobine de grande longueur) à 1 ou 2 enroulements, possédant des sorties intermédiaires ;
Un générateur variable.
Principe de la mesure :
La sonde du teslamètre, convenablement placée dans un champ magnétique, délivre une tension Us
proportionnelle à la valeur du champ. Ce coefficient est indiqué sur le façade de l’appareil.
Valeur du coefficient :
Protocole :
Réaliser le circuit d’alimentation de la bobine (ne pas mettre sous tension pour l’instant) :
(voir tableau)
Mettre le teslamètre sous tension et brancher le voltmètre à sa sortie.
Eloigner la sonde de toute source de champ magnétique et régler le teslamètre pour que le voltmètre
indique zéro.
Placer la sonde pour mesurer le champ magnétique créé par le solénoïde.
Mesure :
Influence de l’intensité I du courant.
Placer la sonde du teslamètre au centre du solénoïde.
Prendre 200 spires.
Faire varier I et mesurer Us.
Remplir le tableau de mesures suivant :
I (A)
Us (V)
B (T)
a. Tracer B en fonction de I.
b. Analyser la courbe et conclure.
Le solénoïde utilisé dans cette expérience a les caractéristiques suivantes :
Diamètre : 50mm ; longueur l=405mm ; nombre de spires : N=200.
L’expression théorique du champ magnétique à l’intérieur du solénoïde est :
La grandeur est la perméabilité magnétique du vide et vaut :
c. Calculer la valeur théorique de
et comparer par rapport à la valeur du coefficient directeur de
la courbe. Le résultat est-il satisfaisant ? Calculer l’écart relatif.
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Etude de la valeur de B le long de l’axe du solénoïde.
Maintenir I à 1,5A.
Mesurer B en divers points le long de l’axe. (On notera x la distance entre la sonde et le centre du
solénoïde)
Remplir le tableau suivant :
x (m)
Us (V)
B (T)
a. Tracer B en fonction de x.
b. Pour quelles valeurs de x peut-on conclure que B est constant à 5% près.
Influence du nombre de spire par unité de longueur.
Maintenir I à 1,5A et placer la sonde au centre du solénoïde.
Faire varier le nombre de spires par unité de longueur n
(
ℓ :longueur du solénoïde)
Remplir le tableau suivant :
avec N :nombre totale de spires et
N
ℓ
n
Us (V)
B (T)
a. Tracer B en fonction de n.
b. Analyser la courbe et conclure.
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