premier de l’utilisation d’un transformateur. Enfin, par ailleurs, l’étude expérimentale de la fém
créée par induction dans un bobinage en rotation dans un champ magnétique uniforme et constant
est une introduction aux alternateurs et aux dynamos.
La troisième partie, qui forme le cœur de ce cours, décrit des expériences sur l’induction
électromagnétique dans des circuits filiformes. D’abord, l’attention est portée sur le cas d’un
circuit unique. La grandeur alors pertinente est le coefficient d’auto-induction L (appelé aussi la
‘‘self’’). Des exemples de calculs de ‘‘selfs’’ sont fournis : simple spire, solénoïde, tore de
section rectangulaire. Les deux systèmes étudiés expérimentalement, usuels, sont le circuit
‘‘RL’’ et le résonateur ‘‘LC’’. Sur le premier, l’originalité concerne les examens de la
continuité temporelle de l’intensité du courant dans le circuit et du phénomène d’auto-induction
se manifestant aux bornes de la ‘‘self’’, qui est une marque spectaculaire de la loi de Lenz. La
mesure du temps caractéristique L/R, avec une excitation en échelon ou aux basses fréquences en
régime sinusoïdal, donne accès à la valeur de L (en contrôlant R). Sur le second système, on
étudie la situation expérimentale dans laquelle le résonateur possède un bon facteur de qualité, et
on montre que la pseudo-pulsation se confond avec la pulsation propre ω0 = (LC)–1/2 dès que
plusieurs oscillations sont observables dans une expérience d’excitation en échelon. Alors, en
régime sinusoïdal forcé, la tension aux bornes de la capacité montre une résonance à ω0. La
mesure de la pulsation propre ω0 donne accès à la valeur de L (en contrôlant C).
Ensuite, on s’intéresse à deux circuits en influence électromagnétique mutuelle, c’est-à-dire
que le champ magnétique créé par l’un produit un flux non nul dans l’autre et vice versa. La
grandeur physique d’intérêt est alors le coefficient d’induction mutuelle M (appelé aussi la
‘‘mutuelle’’). Quelques calculs de ‘‘mutuelles’’ sont effectués : petite bobine circulaire au centre
d’une grande, bobine entourant un solénoïde, deux bobinages toriques. On suggère des
expériences sur la mesure de toute ‘‘mutuelle’’, sur le transformateur (de nouveau) et,
notamment, sur deux résonateurs ‘‘LC’’ couplés par induction mutuelle. Ce dernier système
montre des comportements riches qui sont sources de mesures quantitatives intéressantes et
spectaculaires : manifestation de deux résonances correspondant à deux modes d’oscillation,
écartement de leurs fréquences propres avec l’augmentation de M, excitations sélectives de ces
modes en régime sinusoïdal forcé ou en excitation en échelon, observation de battements lors
d’une excitation en échelon. Il est également suggéré d’étudier en régime sinusoïdal forcé
l’amplitude et la largeur des deux résonances, ainsi que leur dépendance en M, ce qui constitue
une originalité de cette présentation. La différence d’amortissement des deux modes peut aussi
s’observer dans une excitation sélective en échelon.
La quatrième et dernière partie traite des actions mécaniques dues à des courants
électriques induits. Lorsqu’un courant induit apparaît dans un circuit, chaque élément de ce
circuit est soumis à la force de Laplace, en la présence incontournable ici d’un champ
magnétique extérieur (créé par un autre circuit, par exemple). Pour des circuits mobiles, les
courants induits ont donc en général des actions mécaniques qui mettent en mouvement ces
circuits, ou modifient le mouvement initial qu’ils peuvent avoir. Ces actions mécaniques suivent
la loi de Lenz : leurs effets tendent à modérer l’apparition des courants induits. Après quelques
rappels sur l’énergie magnétique et sur le calcul des actions mécaniques (forces et couples), on
présente des expériences sur le freinage par induction (pendule de Waltenhofen), la lévitation
d’un anneau conducteur (expérience d’Elihu Thomson), le moteur asynchrone et le haut-
parleur électrodynamique. Ce dernier système se prête particulièrement à des mesures
quantitatives aisées.