L’induction magnétique Série physique n° : 4

L’induction magnétique
Série physique n° : 4
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A- Rappel :
 L’induction magnétique :
Toute variation de champ magnétique à proximité d’une bobine en circuit fermé produit un courant induit.
Le phénomène s’appelle ………………………………..
L’élément qui crée le champ magnétique est ………………….. et la bobine est ……………...
 La Loi de Lenz
Le sens du courant induit est tel qu’il s’oppose par ses effets à la cause qui lui a ………………………….
 L’auto-induction
Lorsque la bobine est à la fois l’inducteur et l’induit le phénomène s’appelle ……………………...
Une bobine traversée par un courant électrique variable est le siège d’une ………………………...
L’auto-induction traduit l’opposition d’une bobine à toute ……………………………...
 La f.e.m d’auto-induction
 La tension aux bornes d’une bobine
 L’énergie magnétique emmagasinée dans une bobine :
* i en A
L* Len H
L
....
E ......... avec
.....
pouravoir E en J
B- Applications directes :
Exercice 1 :
Dans une bobine B1 qui est fermée sur un résistor de résistance R on
introduit une bobine B2 qui est alimentée par un générateur de courant
réglable.( voir figure ).
1- On introduit B1 dans B2 en gardant les deux axes de révolution des
deux bobines confondus.
a- Représenter le champ magnétique créé par la bobine B2.
b- Enoncer la loi de Lenz. Représenter le champ magnétique induit
dans la bobine B1. En déduire le sens du courant induit.
c- Préciser l’inducteur et l’induit.
2- La bobine B2 est fixée à l’intérieur de B1 , on diminue l’intensité du
courant débitée par le générateur.
a- Comment varie la valeur du champ magnétique créé par la bobine B2.
b- Représenter le champ magnétique créé par B2 et celui qui est induit dans B1.
Préciser le sens du courant induit dans B1.
Exercice 2 :
Une bobine idéale (ou inductance pure ) d'inductance L de bornes AB est parcourue par un courant d'intensité
i(t)=5(1-e-0,5t) avec t en seconde et i en ampère.
L,r
i
uB
B......
u ...... .......
......
*di en A
*dt en s
*L en henry(H)
*e en V
 ...... e ...........
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1. Exprimer la tension UAB en fonction de L et de i(t).
2. En déduire l'inductance L de la bobine si à t=1 s, UAB=1,5V.
3. Calculer l’énergie magnétique emmagasinée dans la bobine à l’instant t=1 s.
Exercice 3 :
En travaux pratiques, un élève dispose de trois dipôles de nature inconnue,
D1 ; D2 et D3. Chaque dipôle peut être soit un conducteur ohmique de résistance
R, soit une bobine de résistance r et d’inductance L, soit un condensateur de
capacité C.
Afin d’identifier les trois dipôles l’élève réalise le circuit schématisé ci-contre
(figure-1-)
Lorsqu’il ferme l’interrupteur K :
 La lampe L1 s’allume instantanément.
 La lampe L2 s’allume avec un retard temporel.
 La lampe L3 s’allume pendant une courte durée puis s’éteint.
Identifier, en le justifiant, les dipôles D1 ; D2 et D3.
C- Exercices de synthèse :
Exercice 1 :
On réalise le montage série comportant une bobine d'inductance L et de résistance négligeable, une
un générateur basse fréquence dont la masse n'est pas reliée à la terre.
1. Réaliser le schéma de principe du montage. Ajouter les branchements à effectuer pour visualiser la tension
aux bornes de la bobine sur la voie A et la tension aux bornes de la résistance R sur la voie B.
2. L'une de ces tensions permet d'observer l'allure de i(t). Laquelle? justifier la réponse.
3. L'oscillogramme ci-après donne l'allure des différentes tensions observées. Déterminer la période T de
l'intensité du courant.
4. Déterminer l'amplitude Im (valeur maximale atteinte) de l'intensité du courant.
5. On considère, sur l'oscillogramme précédent, une demi-période où la tension uL aux bornes de la bobine est
positive.
a. Déterminer la valeur de la tension uL.
b. Déterminer la valeur de la dérivée par rapport au temps de l'intensité du courant.
c. En déduire la valeur L de l'inductance de la bobine.
Exercice 2 :
une bobine idéale d’inductance L est branchée en série avec un résistor de résistance R=5 KΩ et un
générateur basse fréquence (G.B.F à masse flottante ) qui délivre une
tension triangulaire alternative. Sur l’écran d’un oscilloscope bicourbe, on
visualise la tension uL sur la voie YA et la tension uR sur la voie YB (figure 6).
Les réglages de l’oscilloscope sont :
Sensibilité verticale de la voie YA : 0,1V.div-1
u(V)
t(ms)
1
1
1
Basedetemps: 0,5ms.div
SensibilitéverticalesurlavoieA: 0,1V.div
SensibilitéverticalesurlavoieB: 2V.div
C
1
C
2
Fig 1

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Sensibilité verticale de la voie YB : 1V.div-1
Sensibilité horizontale : 0,2 ms.div-1
A partir des oscillogrammes :
1- Trouver la période T du courant.
2- Pendant la première demi-période, déterminer la valeur de
uL et l’expression de uR en fonction du temps.
3- Déduire la valeur de l’inductance L de la bobine.
D- Exercice bac :
Voie YB
Voie YA
Figure-6-
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