Physique Appliquée

Lycée Jaufré Rudel
Classe de 1
ère
STI
Devoir n°5 le 16 février 1996
Exercice n°1:
Un conducteur MN est placé sur deux rails RR' et SS' parallèles eux mêmes plongés dans une
zone où règne un champ magnétique . Lorsqu'on déplace MN à la vitesse une tension u'
→
B→
v
est observée à l'oscilloscope.
1) En utilisant les règles appropriées donner le sens du courant induit qui apparaît dans la
résistance R
1
.
On déduit du résultat précédent que le conducteur MN peut être considéré comme un
générateur. Sous quelles conditions?
Représenter le modèle équivalent Thévenin du barreau MN.
2) Le conducteur MN a une longueur l , MN est déplacé à la vitesse (module v ) dans le
→
v
champ magnétique (module B). Les vecteurs sont orthogonaux entre eux::
→
B→  MN,→ v et → B
M
N
B
v
Amplificateur
de
tension
uu'
x100
RR'
SS'
R
1
l
Donner l'expression de la f.é.m. induite e. Que vaut u' ?
Exercice 2:
La figure ci-dessous présente une situation où un générateur extérieur de f.é.m. E impose le
sens du courant au circuit:
Dev15_961/3
Physique Appliquée

M
N
B
RR'
SS'
l
+
-
E
r
1) Représenter le courant dans le circuit et la force de Laplace qui s'exerce sur le conducteur
MN. Dans quelle sens se déplace MN?
2) Donner l'expression de la force de Laplace.
Exercice 3:
Applications numériques:
ˆ dans l'exercice 1, la barre MN a une longueur l = 10 cm, le module de la vitesse est
v = 1,5 m.s
-1
et le champ magnétique a une intensité B = 80 mT. Calculer la f.é.m. induite e,
la tension u et la tension u'. On donne R
1
= 57 Ω, calculer l'intensité du courant dans le
circuit.
‰ dans l'exercice 2, la f.é.m. E = 1,18 V et r = 50 Ω. Calculer l'intensité du courant
dans le circuit et l'intensité de la force de Laplace.
Exercice 4:
Dans le montage ci-dessous la bobine 1, de résistance r = 100 Ω est alimentée par un
générateur de f.é.m. e
g
:
bobine 1
400 spires
R
500Hz
R = 1000
Ω
u1
bobine 2
200 spires u
i
2
oscillo:
0,5 ms/div
u1: 1V/div
u2: 10mV/div
eg
Les caractéristiques de la bobine 1 sont les suivantes:
v longueur l1 = 20 cm;
v nombre de spires N
1
= 400;
v µ
0
= 4π.10
-7
U.S.I.
Les caractéristiques de la bobine 2 sont les suivantes:
v longueur
l2 = 20 cm;
v nombre de spires N
2
= 200;
Dev15_962/3

v Section S = 33 cm
2
.
1) Donner l'expression de l'intensité du champ crée dans la bobine 1 en fonction de i puis
→
B
en fonction de u
1
.
2) La bobine 2 est dans le champ magnétique . Donner l'expression du flux φ du champ
→
B→ B
à travers la bobine 2.
Montrer que φ est de la forme φ = k. u
1
. Quelle est l'expression de k? Calculer k.
3) Les courbes obtenues à l'aide de l'oscilloscope sont les suivantes:
t
u
1(V)
(ms)
10
-10
t
u
2
(ms)
(V)
Θ1 Θ2 Θ1
0,5
12
1,5
U
V
Calculer les deux coefficients directeurs pour l'intervalle θ
1
et pour l'intervalle θ
2
.
du1
dt du1 dt
En déduire les valeurs U et V de la f.é.m. e induite dans la bobine 2.
Exercice 5:
Dans les deux montages ci-dessous, l'alimentation des Amplificateurs Linéaires Intégrés
(ALI) est V
CC
= et V
sat
=
!15V!15V
S
∆
-
+
ε
Vs
R 1
R 2
Ve
S
∆
-
+
ε
Vs
R1
R2
Ve
montage1 montage 2
Dev15_963/3

1) Quel est, dans chaque montage, le mode de fonctionnement de l'ALI?
2) Déterminer la relation entre V
e
et V
s
pour les deux montages.
On donne: R
1
= 4,7 kΩ; R
2
= 22 kΩ et V
e
= 3 V. Calculer V
s
pour chaque montage.
Dev15_964/3