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ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME
Exercices !
Guide de travail No 10"Chapitres 10 (Induction électromagnétique)
No 16 (A11)
1.Pouvoir décrire 3 façons distinctes d’induire des courants électriques dans des circuits.
2.Définir et appliquer la notion de flux magnétique et bien comprendre l’équation en jeu.
3.Obtenir l’électromotance dans un conducteur en mouvement plongé dans un champ magnétique uniforme.
4.Signification des lois de Faraday et de Lenz et pouvoir donner des applications spécifiques.
5.Expliquez comment on obtient une f.é.m. induite à partir des variations d’un champ magnétique dans une région de l’espace.
6.Expliquez le fonctionnement d’un générateur de courant alternatif.
7.Établir la relation entre un champ électrique induit et le taux de variation d’un champ magnétique dans une région de l’espace.
8.Expliquer le fonctionnement d’un transformateur et en préciser le rôle dans le réseau de distribution de l’énergie électrique
Exercices (pas de préférés pour ce chapitre)
No1 : Vaisseau. Il est possible de mesurer la vitesse du sang dans un vaisseau sanguin ayant un diamètre de 2 mm en plongeant ce dernier dans un
champ magnétique constant de 80 mT puis en mesurant très précisément le potentiel électrique transversal induit par le passage des ions chargés
contenues dans le sang. Produire une schématisation adéquate et complète de la situation puis estimez cette vitesse si on détecte une tension de 100
microVolts.
No2 : Avion. Supposons qu’un avion de ligne possédant une envergure de 70 mètres soit en vol de croisière à une vitesse de 1 000 km/h à une altitude
où le champ magnétique est à toute fin pratique vertical ayant une faible intensité de 50 microTeslas. Schématisez correctement puis déterminer la
grandeur (et le sens) de la tension induite , d’un bout à l’autre des ailes, en commentant sur les dangers potentiels d’un tel vol
No3 : Tige. Dans un centre de la Nasa, on laisse tomber dans une haute tour où règne un vide très poussé, une tige d’aluminium longue d’un mètre,
maintenu initialement à l’horizontale, en direction Est-Ouest, où règne un champ magnétique constant de 20 microTeslas orienté vers le nord.
Déterminez la force électromotrice instantannée induite exactement 4 secondes après l’avoir laissé tomber.
No4 : Solénoïde. Un long solénoïde possédant un diamètre de 3,2 cm comporte 220 spires/cm et il est parcouru par un courant de 1,5 ampère. On place
au centre de ce solénoïde et parallèle à son axe longitudinal, une petite bobine constituée d’un enroulement compact de 130 spires et ayant un diamètre
de 2,1 cm. Quelle serait la grandeur de la force électromotrice induite (en mV) dans la petite bobine si le courant disparaissait en 25 ms ? Illustration la
situation de façon appropriée, en identifiant pour chaque composante le sens des courants et des enroulements ainsi que des commentaires explicatifs.
No5 : Boucle. On vous donne une boucle rectangulaire de 50 cm par 30 cm autour du périmètre de laquelle sont enroulées 100 spires de fil et cette
boucle est entièrement baignée par un champ magnétique constant de 3,5 teslas. Déterminez quelle serait la valeur maximale de la force électromotrice
(en volts) produite si on la faisait tourner à 100 RPM sur un axe perpendiculaire au champ ? Ne pas oublier d’illustrer la situation initiale, cruciale et
fournir des commentaires explicatifs sur ce dispositif appelé génératrice ?
Dictionnaire électrique... Une dernière série de mots qui doivent être bien compris et contextualisés.
55. Ferrimagnétisme 58. Température de Néel 61. Courants de Foucault 64. Dynamo
56. Effet Meissner 59. Magnétite 62. Moteur linéaire 65. Inducteur
57. Ferromagnétisme 60. Electromotance 63. Générateur ou bobine d’induction
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Petit bulletin pour planifier vos apprentissages électromagnétiques ...