S1 Champ magnétique

Livre p 205 à 218

1 - Mise en évidence du champ magnétique A - l’aimant un aimant présente un pôle Nord et un pôle Sud S N l’identification des pôles se fait à l’aide d’une boussole (aimant léger monté sur un axe et qui indique le nord magnétique) deux pôles de même nom se repoussent deux pôles de noms contraires s’attirent

B - Action d’un champ magnétique sur un aimant

B - Action d’un champ magnétique sur un aimant Le champ magnétique développe des forces sur un aimant placé dans sa zone d’influence (ou espace champ magnétique) + la distance est petite; + l’influence est grande + la distance est grande ; + l’influence est petite vidéo

C- Spectre magnétique : expérience de la limaille de fer et l’aimant droit Les grains de limaille s’aimantent et s’orientent dans le champ magnétique. Les lignes matérialisées par la limaille portent le nom de lignes de champ. L’ensemble de ces lignes constitue le spectre magnétique .

D - Propriétés des lignes de champ Les lignes de champ sont des courbes fermées. Elles sont orientées du Nord vers le Sud à l’extérieur de l’aimant. En un point, il ne passe qu’une ligne de champ et une seule. à l'intérieur du U de l'aimant Lorsque les lignes de champ sont parallèles et l’intensité du champ magnétique est constant, on dira du champ qu’il est uniforme.

2 - Vecteur champ magnétique : (induction magnétique) A - Caractéristiques du vecteur champ magnétique en un point tangente en M S N Direction C’est la tangente à la ligne de champ passant par le point Sens C’est celui de la ligne de champ passant par le point Norme C’est l’intensité du champ au point considéré. Elle dépend : - de la source de champ magnétique - de la position du point par rapport à cette source

B - Mesure du champ magnétique La mesure de la norme (ou intensité ) du vecteur champ magnétique est effectuée à l’aide d’un teslamètre Principe du Teslamètre (sonde à effet Hall ) L’unité de champ sera : tesla (T) ordre de grandeur: champ magnétique terrestre: T aimants permanents en ferrite: mT électroaimants: T

Pour en savoir plus ...... Principe du Teslamètre (sonde à effet Hall ) Un solide S conducteur (ou semi-conducteur), parcouru par un courant i est placé dans un champ magnétique L’effet Hall est la modification de la circulation des charges électriques libres dans le solide S qui se traduit par une tension u mesurable entre les électrodes EA et EB. Cette tension u est amplifiée, mesurée et est proportionnelle au champ magnétique

Pour en savoir plus ...... Champ magnétique terrestre Une boussole s’oriente spontanément dans une direction qui est sensiblement la direction Sud-Nord magnétique. Pour connaître avec précision la direction et le sens du champ, il faut une boussole qui s’oriente dans le plan horizontal et vertical. voir ex 14p216

Aimant ferrite (200mT) Aimant NdFeB (1,28T) Aimant AlNiCo (1,25 T) Pour en savoir plus ...... Les aimants naturels ou magnétites sont constitués essentiellement d’oxyde de fer Fe3O4 Les aimants artificiels sont crées par aimantation. Peu de substances sont attirées par l’aimant (fer, nickel, cobalt, et quelques alliages). Elles sont dites substances ferromagnétiques . Aimant NdFeB (1,28T) Aimant SmCo (1,05T) Aimant AlNiCo (1,25 T)

C - Propriété des vecteurs champs magnétiques : l’additivité En un point de l’espace, on peut faire agir simultanément plusieurs sources de champ magnétique . Le vecteur champ magnétique résultant, en ce point, se détermine en faisant la somme des vecteurs champs magnétiques qui agiraient individuellement au point considéré. exemple: Soit 2 sources qui créent en un point A des champs magnétiques sachant que : B1 =30 mT et B2 =40 mT Calculer l’intensité BA du champ magnétique résultant en A. A voir exos: 15p216 et 19p217

Réponses

Mesure du champ magnétique