Force de Laplace ()

Fiche de révision de physique
La force de Laplace
I La force de Laplace
a. Généralités.
 Une portion de circuit électrique (« barreau »), parcourue par un courant et placée dans un champ
magnétique est soumise à une force électromagnétique : la force de Laplace.
 L’intensité de la force de Laplace dépend de l’intensité électrique, de l’intensité du champ
magnétique et de la longueur du barreau plongé dans le champ magnétique.
 L’intensité de la force dépend également de l’angle α , entre 
 et 
. Cependant la direction de 
est toujours perpendiculaire au plan formé par 
 et 
.
 Le vecteur 
 représente la « longueur du barreau », son origine est le centre du barreau, sa
direction est l’axe du barreau et son sens est celui de l’intensité électrique.
b. Caractéristiques de la force de Laplace.(  )
 Point d’application : Au centre de la portion de circuit
plongée dans le champ magnétique et parcourue par un
courant.
 Direction : perpendiculaire au plan formé par 
 et 
.
 Sens : Il est donné par la règle des trois doigts.
 Intensité : F = I.l.B sin α
 F en N
 I, intensité électrique en A
 l, longueur de la portion de circuit plongée dans le champ
magnétique en m.
 B, intensité du champ magnétique en T.
 α, angle formé par les vecteurs 
 et 
.
Règle des trois doigts :
 Le pouce pour la poussée. (vecteur 
)
 L’index pour l’intensité. (vecteur 
)
 Le majeur pour le magnétisme. (vecteur 
)
 Remarque : représentation de vecteurs perpendiculaires au schéma en deux dimensions.
II Applications
a. Le haut-parleur électrodynamique.
 Comme indiqué sur le schéma, la bobine de fil parcourue par un courant est
à l’intérieur d’un champ magnétique. Elle est donc soumise à une force de
Laplace de direction horizontale.
 Le courant étant alternatif, il change sans cesse de sens, donc la force de
Laplace fait de même et la bobine de fil qui entraine la membrane vibre
d’avant en arrière.
 La fréquence de vibration de la membrane, donc celle du son produit, est la
même que celle du courant électrique.
b. Le moteur électrique
 Un moteur est constitué d’un Rotor, partie tournante recouverte de fils
conducteurs et d’un stator, aimant ou électroaimant statique.
 On fait en sorte que l’intensité en périphérie du rotor passe toujours
dans le même sens de part et d’autre de la ligne neutre.
 Des forces de Laplace apparaissent, au niveau de chaque fil.
Remarque : La roue de Barlow est l’ancêtre du moteur.
c. La balance de Cotton.
 Cet appareil servait à déterminer la valeur d’un champ magnétique, B.
 Elle est constituée de deux fléaux. Le premier destiné à recevoir des masses, le
deuxième étant le siège d’une force de Laplace.
est perpendiculaire à 
 donc sinα = 1.
 A l’équilibre des deux fléaux : P = F. (car d = d’, les moments des forces sont égaux).