L`induction électromagnétique Cours

L’induction électromagnétique
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Remarques
I- L’induction
magnétique
1- Étude expérimentale
a- Manipulations :
 Manipulation 1 :
L’aimant est immobile à proximité de
la bobine, le microampèremètre
indique un courant nul
 Manipulation 2 :
En rapprochant l’aimant de la
bobine, le microampèremètre
indique le passage d’un courant
dans le circuit.
 Manipulation 3 :
En éloignant l’aimant de la
bobine, le courant indiqué par le
microampèremètre change de
sens.
 Manipulation 4 :
On garde le même sens de
déplacement de l’aimant et on
modifie ses pôles : le sens du
courant change dans le circuit
Le pôle nord est à
proximité de la bobine.
Le pôle nord est
toujours à proximité de
la bobine.
Le pôle sud est toujours
à proximité de la
bobine.

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L’induction
magnétique
b- Autres modes de production de courant induit :
 Mode 1 :
À l’aide d’un générateur de
courant, on modifie
l’intensité de courant dans la
bobine B1, on remarque que
le microampèremètre
indique l’apparition d’un
courant dans la bobine B2
sans qu’i y’ait contact entre les deux bobines.
 Mode 2 :
On relie la bobine B1 à un générateur basse fréquence (GBF) qui
débite un courant sinusoïdal variable, on remarque que
l’oscilloscope visualise une tension sinusoïdale aux bornes de la
bobine B2.
Attention : lorsque le sens de
variation du courant dans la
bobine B1 change de même le
sens du courant dans la bobine
B2 change.
Étude
expérimentale
2- Conclusion :
 D’après les manipulations : 1, 2, 3 et 4 :
La variation d’un champ magnétique à proximité
d’un circuit électrique crée dans celui-ci un courant induit.
Le sens du courant induit dépend du sens du
champ magnétique (car lorsqu’on changé les pôles de l’aimant le
sens du courant induit change).
Le sens du courant induit dépend du sens de
variation de la valeur du champ magnétique (car lorsqu’on changé
le sens de déplacement de l’aimant le sens du courant induit
change).
L’aimant est dit : Inducteur et la bobine est dite : L’induit.
 D’après les autres modes de création de courant induit :
La valeur d’un champ magnétique créé par
une bobine dépend de l’intensité du courant qui la traverse.
Pour le mode 1 : lorsqu’on modifie
l’intensité du courant à l’aide du générateur, la valeur du champ
magnétique créé par la bobine varie et par conséquent elle crée
dans l’autre bobine un courant induit.
La bobine B1 est L’Inducteur et la bobine B2 est L’induit.
Pour le mode 2 : le générateur BF débite un
courant variable, le champ magnétique créé dans la bobine B1 est
variable donc on aura un courant induit dans la bobine B2.

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II- Loi de Lenz
1- Rappel ( 3ème année ) :
a- Champ magnétique créé par un aimant droit :
Sur l’axe de
l’aimant, le
vecteur champ
magnétique a la
même direction
et le même sens
que la ligne de champ.
La valeur du champ magnétique créé par l’aimant diminue
lorsqu’on s’éloigne de celui-ci.
b- Champ magnétique créé par une bobine :
La valeur du champ magnétique créé par une bobine varie
avec l’intensité du courant électrique qui la traverse.
Le sens du champ magnétique créé par une bobine varie avec
le sens du courant électrique qui la traverse (règle de la main droite).
2- Loi de Lenz :
a- Interprétation de la
manipulation 2 :
La cause du courant
induit : l’augmentation de
la valeur du champ
magnétique
a
B
créé par
l’aimant (car en
rapprochant l’aimant de la
bobine la valeur de
a
B
augmente).
La réponse : création
d’un courant induit qui
crée à son tour un champ
magnétique induit
Bi
, qui
d’après la règle de la main droite, a le sens opposé de
a
B
.
Conclusion :
Bi
a le sens contraire de
a
B
pour s’opposer à
l’augmentation de la valeur de celui-ci.
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b- Interprétation de la manipulation 2 :

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La cause du courant induit : La diminution de la valeur du champ
magnétique
a
B
créé par
l’aimant (car en éloignant
l’aimant de la bobine la
valeur de
a
B
diminue).
La réponse : création
d’un courant induit qui
crée à son tour un champ
magnétique induit
Bi
, qui
d’après la règle de la
main droite, a le même
sens que
a
B
.
Conclusion :
Bi
a le
même sens que
a
B
pour s’opposer à la diminution de la valeur de
celui-ci.
III- La force
électromotrice
d’induction
Le courant induit est du à une force électromotrice (fem) délocalisée
dans le circuit, elle est partout dans le circuit.
IV- L’auto-
induction
1- Mise en évidence du
phénomène :
a- Manipulation 1 :
L1 et L2 deux lampes identiques.
En fermant l’interrupteur K, les
deux lampes L1 et L2 s’allument
simultanément et instantanément.
b- Manipulation 2 :
On remplace l’un des résistors par
une bobine puis on ferme à
nouveau l’interrupteur K, on
remarque que la lampe L2
s’allume après un retard
temporel par rapport à la
lampe L1.
c- Interprétation :
En fermant l’interrupteur K,
l’intensité du courant dans la
bobine passe de 0  I donc la
valeur du champ magnétique
dans la bobine passe de 0 
B
, cette variation crée un courant d’auto-induction dans la bobine.
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Ce courant s’appelle d’auto-induction car : la bobine joue le rôle d’inducteur et d’induit.
2- La fem d’auto-induction :
Toute bobine parcourue par un courant électrique d’intensité variable est le siège
d’une force électromotrice d’auto-induction :
di
eL
dt
Avec L : inductance de la bobine : elle caractérise l’aptitude d’une bobine à s’opposer à
toute variation de courant dans le circuit.
L ne dépend que des caractéristiques de la bobine ( nombre de spires, rayon, longeur
…).
V- Tension
aux bornes
de la bobine
La tension aux bornes de la bobine
est : uAB = uAC + uCB
UAB = - e + ri
AB bobine
di
u L ri u
dt
à retenir.
VI- Énergie
magnétique
emmagasin
ée dans une
bobine :
L’énergie magnétique dans une bobine d’inductance L, traversée par un courant
électrique d’intensité i, est
2
1
2
L
E Li
.
.
.
L
L en Henry
avec i en A
E en J
.