L’INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE CHAPITRE 10 L’INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE

PLAN DE MATCH L’induction électromagnétique (qualitatif) Le flux magnétique La loi de Faraday et la loi de Lenz Les générateurs et moteurs

1. L’induction électromagnétique (qualitatif) Induction électromagnétique : production d’effets électriques à partir de champ magnétique 3 possibilités : B variable Aire variable Orientation variable

Il s’agit de définir une quantité qui contient : B, A et l’orientation relative de A avec B; si cette quantité varie il y a courant induit 2. Le flux magnétique • En mettant toutes ces caractéristiques ensemble : • B est le flux magnétique (analogue au flux électrique) • Les unités de B : le weber (Wb) (T·m2)

• Pour un champ non uniforme ou une surface quelconque : Exemple 1 Trouvez le flux magnétique à travers un solénoïde de 40 cm de long, de 2,5 cm de rayon et de 600 spires traversées par un courant de 7,5 A

3. La loi de Faraday et la loi de Lenz • Si un courant est induit c’est qu’il y a une f.é.m. responsable de la création de ce courant : c’est la f.é.m. induite distribuée sur l’ensemble de la boucle. • L’énoncé de Faraday : • Loi de Lenz : sert à déterminer le sens du courant induit. : le courant induit s’oppose au changement de flux

• Convention : Le vecteur A est orienté de sorte que le flux initial soit positif  est positif dans le sens des 4 doigts avec le pouce dans le sens de B

Exemple 2 Exemple 3

Exemple 4 Le plan d’une bobine de N tours est initialement placé perpendiculaire à un champ magnétique uniforme. La bobine est branchée à une résistance R et à un intégrateur de courant C, dispositif servant à mesurer la quantité totale de charges passant par l’intégrateur lui-même. Calculer la charge passant dans l’intégrateur si on fait pivoter la bobine de 180º.

Exemple 5 La moitié d’une bobine rectangulaire est plongée dans un champ magnétique uniforme de 0,8 T. La bobine : 20 cm x 30 cm, 80 spires et une résistance de 30 .. Trouver la grandeur et la direction du courant induit si le cadre se déplace à une vitesse de 2 m/s (a) vers la droite, (b) vers le haut, et (c) vers le bas.

Exemple 6 Une tige conductrice de longueur l se déplace à une vitesse v sur des rails reliés par une résistance R le tout plongé dans un champ magnétique uniforme B (voir la figure). a) Exprimer le courant induit en fonction des paramètres du système. b) Exprimer la force extérieure nécessaire pour conserver une vitesse constante v. c) Trouvez la puissance dissipée par la résistance d) Trouvez la puissance fournie par l’agent extérieur.

Exemple 7 Une tige conductrice de longueur l se déplace à la vitesse v dans un champ B. Quelle est la différence de potentielle entre les deux extrémités de la tige ?

4. Les générateurs et moteurs électriques i. Générateurs

ii. Moteurs dc

RÉSUMÉ Il y a induction d’une f.é.m. lorsqu’il y a variation du flux magnétique. flux magnétique : Loi de Faraday : Loi de Lenz : le sens du courant induit est tel qu’il s’oppose au changement de flux magnétique Générateur :