Donnée: perméabilité du vide

Première génie mécanique année scolaire 2010-2011
Exercices sur le champ magnétique
Donnée: perméabilité du vide : µ0 = 4π.10-7
Exercice 1: spectre d'un aimant droit
1- Représenter le spectre de l’aimant représenté page suivante.
2- On place au point A un capteur de champ magnétique, de sensibilité :
20mV / mT. Celui-ci indique 227mV.
2.1 Calculer l’intensité du champ magnétique au point A.
2.2 Tracer le champ magnétique en ce point sous la forme d’un vecteur,
de longueur proportionnel à son intensité.
Exercice 2: repérage des faces d'une bobine
Indiquer, sur chacun des dessins page suivante, s’il s’agit d’une face Nord ou Sud d’une
bobine.
Exercice 3: champ magnétique dans un solénoïde
Soit un solénoïde de longueur L = 50cm, constitué de 2000 spires et parcouru par un
courant d’intensité 1,5A (figure voir page suivante).
1- Identifier les pôles de ce solénoïde sur la figure.
2- Calculer la norme du champ magnétique créé au centre de ce solénoïde (expression:
voir TP n°9: champ magnétique dans un solénoïde).
3- Représenter le vecteur champ magnétique en ce point. Préciser l'échelle.
4- La norme du champ en A est 0,5mT. Représenter le vecteur champ magnétique en A.
Exercice 4 : solénoïde
On veut produire au centre d'un solénoïde, de longueur L = 60 cm, un champ
magnétique de 5,0.10-3 T, l'intensité du courant étant de 2,0 A.
1- Quel est le nombre N de spires nécessaires ?
2- L'enroulement est réalisé sur un cylindre creux en matière plastique à l'aide d'un fil
gainé de 2 mm de diamètre extérieur, les spires étant jointives. Combien de couches
faut-il disposer sur le cylindre ?
Exercice 5: superposition de champs magnétiques
Deux aimants droits A1 et A2 sont placés sur l’axe x’x (voir page suivante).
Chacun d’eux crée au point M situé à égale distance des deux sources, un champ
magnétique de 20mT.
1- Représenter le vecteur champ magnétique en M, lorsque les deux pôles en regard
sont de même nom.
2- Même question lorsque les deux pôles sont de noms différents.
3- On remplace l’aimant A2 par une bobine B2.
On désire qu’au point M le champ résultant ait une norme égale à 60mT. Quelle doit
être la norme du champ magnétique créé par la bobine? (Deux cas sont envisageables).
Pour chaque cas, quel est le sens du courant dans la bobine?
Exercice 6: superposition de champs magnétiques
Une bobine parcourue par un courant d’intensité I, crée en M un champ magnétique de
norme B1 = 2mT (voir page suivante).
Un aimant A crée en M un champ magnétique de norme B2 = 4mT.
1- Représenter les vecteurs champ magnétique créés en M par chacune des deux
sources.
2- Représenter le vecteur champ magnétique résultant. Déterminer sa norme.
Exercice 7: champ magnétique dans un solénoïde
On mesure l'intensité B du champ magnétique créé au centre d'un solénoïde parcouru
par un courant I.
I (A) 0 1 2 3 4
B (mT) 0 0,62 1,27 1,89 2,5
1- Indiquez les noms des appareils permettant d'effectuer ces mesures.
2- Tracez la caractéristique B=f(I). Échelles: 1 cm pour 0,5 A et 1 cm pour 0,25 mT.
3- Déterminez son coefficient directeur (précisez son unité).
4- En déduire la valeur du nombre de spires par mètre
n=N
L
où N est le nombre de
spires du solénoïde et L sa longueur.
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Première génie mécanique année scolaire 2010-2011
Figures
Exercice 1:
Exercice 2:
Exercice 3:
Vue de dessus
Exercice 5:
Exercice 6:
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