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LE CHAMP MAGNETIQUE 1 Mise en évidence du champ magnétique 1 Mise en évidence du champ magnétique Exemples de champ magnétique exercé par : la terre,

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2 LE CHAMP MAGNETIQUE 1 Mise en évidence du champ magnétique 1 Mise en évidence du champ magnétique Exemples de champ magnétique exercé par : la terre, un aimant, un fil traversé par un courantla terreun aimantun fil traversé par un courant Le vecteur champ magnétiquevecteur Les lignes de champ : cas dun aimantlignes Mesure de la norme du vecteur : exemples de champ magnétique créé par un aimant droit ou en U par un électroaimantMesuredroit Uélectroaimant Quelques ordres de grandeurordres de grandeur 2 Son origine 2 Son origine 3 Lintensité dun champ magnétique 3 Lintensité dun champ magnétique

3 La boussole indique le nord magnétique et donne la direction et le sens du champ magnétique : * exercé par la terre ( partie vue un peu plus loin ) en absence de tous champ magnétique plus intense * exercé par un aimant. * exercé par un fil traversé par un courant ( détaillé dans un prochain cours) mise en évidence du champ.... Utilisation dune boussole : petite aiguille aimantée libre de se mouvoir ( aimant permanent )

4 cas du champ magnétique terrestre.... Nord Une boussole indique le Nord : direction et sens de la composante horizontale Bh du champ magnétique terrestre Quelque soit la position initiale de laiguille, celle ci détecte ce quon appelle un champ magnétique et subit des actions mécaniques. B h Sud

5 cas du champ magnétique créé par un aimant Nord Le pôle Nord dun aimant est toujours attiré par le pôle Sud dun autre Un champ magnétique est dirigé du Sud vers le Nord ( à lintérieur dun aimant ) Sud Nord Sud B BB

6 cas du champ magnétique créé par le passage dun courant dans un fil NordSud I = 0A Nord B Sud I de lordre de 1 A Direction initiale indiquée par laiguille : celle du champ magnétique terrestre

7 Le vecteur champ magnétique exercé en un point de lespace par … sur … Nord Un champ magnétique en un point de lespace est symbolisé par un vecteur caractérisé par : Un point dapplication (ici A) Une direction : celle de laiguille Un sens : du Sud vers le Nord (de la boussole) Une intensité ou norme : exprimée en Tesla ( T ) Sil existe plusieurs champs magnétiques : somme vectorielle des champs au point considéré BSud A

8 Les lignes de champ magnétique créé par un aimant droit puis en U Tablette Pierron : petits morceaux de fer dans cavité circulaire qui sorientent par influence dans la direction et le sens de la composante horizontale du champ magnétique créé par laimant Le vecteur champ magnétique est tangent à une ligne de champ. Les lignes de champs se referment sur elles mêmes et existent dans lespace à 3 dimensions. Cas dun aimant droit Remarque : Séparation de 2 aimants : on ne peut séparer 2 pôles, on se retrouve avec 2 aimants.

9 Son origine... * Les dipôles ( un pôle Nord et un pôle Sud ) sont présents dans tous les métaux : 2 catégories Les paramagnétiques : lorsqu'un champ magnétique extérieur est appliqué, les divers moments (ou dipôles) magnétiques présents dans l'atome s'alignent dans la direction du champ. Cependant, en l'absence d'un champ extérieur, l'échantillon n'a pas de moment macroscopique global car, les moments élémentaires étant orientés au hasard, le moment résultant est nul. Aimants non permanents Les ferromagnétisme : même chose que pour les paramagnétiques mais lorsque laction du champ extérieur cesse, si celui-ci a dépassé une certaine valeur alors les moments élémentaires restent orientés suivant la direction du champ précédent, ils sont parallèles entre eux. Ici, l'aimantation reste présente ( existence dun champ rémanent ) même sans un champ excitateur. Les métaux ferromagnétiques courants sont le fer (Fe), le cobalt (Co) et le nickel (Ni). On peut ainsi obtenir des Aimants permanents * les mouvements de charges ex électrons se déplaçant

10 Lintensité du champ magnétique : mesure Utilisation dun Teslamètre : 5 mn de « chauffe » d Teslamètre B h Sud Nord X>0X=0 B h B h : le champ magnétique est dirigé du Sud vers le Nord à l intérieur dun aimant B h : le champ magnétique est dirigé du Nord vers le Sud à lextérieur dun aimant puisque les lignes de champ se referment sur elles mêmes.

11 Lintensité du champ magnétique Variation du champ magnétique mesuré suivant la direction dun aimant droit à lextérieur de celui ci champ magnétique mesuré suivant la direction d'un aimant droit en fonction de la distance séparant le Teslamètre du pôle le plus proche 0 0,5 1 1,5 2 2, d ( cm ) B ( mT )

12 Lintensité du champ magnétique Variation du champ magnétique mesuré suivant la laxe de symétrie dun aimant en forme de U champ magnétique mesuré suivant la direction de l'axe de symétrie d'un aimant en U en fonction de la distance séparant leTeslamètre x ( cm ) B ( mT ) intérieur de l'aimant extérieur de l'aimant

13 Les lignes de champ magnétique créé par une bobine traversée par un courant Spectre de champ obtenu avec de la poudre de fer : les petits morceaux de fer sorientent par influence dans la direction et le sens de la composante horizontale du champ magnétique créé par laimant E A

14 Les lignes de champ magnétique créé par une bobine traversée par un courant Les lignes de champs sont similaires à celles crées par un aimant : on parle délectroaimant. Sonde du Teslamètre E A Remarque : Les paramètres dont dépend la valeur de lintensité du champ magnétique B seront vus dans un prochain TP

15 Quelques ordres de grandeurs de champ magnétique * Terrestre : 10 µT * Aimant : 10 mT * Bobine supraconductrice : 10 T A consulter :


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