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Au cours d'une séance de TP en classe de Terminale dans un Lycée un Un solénoïde parcouru par un courant d'intensité I crée un champ magnétique B⃗⃗ S.
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Chapitre 15 : Le champ magnétique
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Niveau : Terminales C D Discipline : Physique-Chimie CÔTE D'IVOIRE – ÉCOLE NUMÉRIQUE THEME: ELECTRCITE TITRE DE LA LEÇON : CHAMP MAGNETIQUE
Comment expliquer le champ magnétique ?
Le terme de champ magnétique désigne une région de l'espace soumise à l'action d'une force provenant d'un aimant. Il caractérise également l'influence d'une charge électrique en mouvement et exerce, réciproquement, son action sur les charges en mouvement.Quel est la formule du champ magnétique ?
Le champ magnétique est défini par la relation F ? m = q v ? ? B ? qui fait intervenir un produit vectoriel. Ainsi dépend donc d'une convention d'orientation de l'espace : c'est un pseudo-vecteur.Qu'est-ce qu'un vecteur champ magnétique ?
Objectif : Un aimant ou une bobine parcourue par un courant crée un champ magnétique. Les propriétés magnétiques d'un point de l'espace peuvent être caractérisées par un vecteur, appelé « vecteur champ magnétique ».- Le champ magnétique est un vecteur : [overrightarrow{B}] Il poss? par conséquent certaines caractéristiques : Une direction : celle de l'aiguille aimantée à l'équilibre. Un sens : du pôle sud de l'aiguille vers son pôle nord. Une valeur : B qui est donnée en Tesla (T).
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Classe de 1èreS Chapitre 15 Physique
1Chapitre 15 : Le champ magnétique
Introduction :
Quand on parle de magnétisme, nous parlons généralement d"aimants, de pôle nord et de pôle sud.
Nous allons voir dans ce chapitre que les champs magnétiques peuvent être créé par des courants
électriques.
Mais pour débuter, chacun sait que nous pouvons utiliser une boussole pour repérer le nord, mais
pourquoi la petite aiguille aimantée s"oriente t-elle spontanément vers le nord ? Voyons cela.I Le magnétisme terrestre :
Manipulation :
On abandonne une petite aiguille aimantée, elle s"oriente dans une directionprivilégiée. Si on la perturbe un peu, après avoir osciller quelques instants elle revient dans sa
position initiale. La terre se comporte comme un gigantesque aimant, ceci est du aux mouvements de convection des roches terrestres en fusion autour de son noyau.De ce fait, le pôle nord géographique se comporte comme un pôle magnétique, que l"on appelle
pôle nord magnétique.Le côté de l"aiguille qui s"oriente suivant ce pôle est aussi appelé pôle nord par convention, il
est généralement marqué en rouge ; l"autre côté devenant donc un pôle sud. II Comment modifier localement le magnétisme terrestre :1) Utilisation d"un aimant :
On utilise alors un aimant, qui possède également deux pôles :Manipulation :
On approche un des pôles de l"aimant de l"aiguille, si celui-ci repousse le pôle nord de l"aiguille
c"est que le pôle de l"aimant approché est un pôle nord.Si on retourne l"aimant, on se rend compte que cette fois-ci, le pôle nord de la petite aiguille est
attiré, le pôle de l"aimant est alors un pôle sud.Conclusion :
Deux pôles d"aimant de même nature se repoussent. Deux pôles d"aimant de natures différentes s"attirent.2) Utilisation d"un fil parcouru par un courant continu :
Expérience d"Oerstedt :
Une aiguille aimantée se situe à proximité d"un fil qui peut-être parcouru par un courant.
L"aiguille prend l"orientation du au magnétisme terrestre. Si on établit un courant continu dans le fil, on remarque que l"orientation de l"aiguille change.III Notion de champ magnétique :
1) Son existence :
L"aimant et le fil parcouru par le courant modifient les propriétés magnétiques autour d"eux, on
dit qu"ils créent un champ magnétique.Classe de 1èreS Chapitre 15 Physique
22) Ses caractéristiques :
Le champ magnétique est un vecteur :
B. Il possède donc certaines caractéristiques : Une direction : celle de l"axe de l"aiguille aimantée à l"équilibre. Un sens : du pôle sud de l"aiguille vers son pôle nord. Une valeur : B qui est donnée en Tesla (T). Rq : Ce vecteur ne possède pas de point d"application.3) Sa mesure :
On utilise un appareil spécifique qui s"appelle un teslamètre, il est muni d"une sonde à effet hall.
Quelques ordres de grandeur de champ :
Champ magnétique terrestre : B = 50*10-6 T Champ crée par un aimant : B = 0.02 T Champ crée par un électroaimant : B = 10 T4) Superposition de deux champs magnétiques :
Etant donné que le champ magnétique est une grandeur vectorielle : Si on superpose deux champs, le champ résultant est la somme vectorielle des deux :Si on superpose
21BetBalors 21BBBTOTAL+=.
Manipulation :
aiguille aimantée + deux aimants.III Spectres magnétiques et lignes de champ :
1) Définitions :
Manipulation :
Aimant + limaille de fer : observation du spectre magnétiqueInterprétation :
Sous l"action du champ magnétique, la limaille de fer se comporte comme un ensemble de petitesaiguilles aimantées. Elles s"orientent en fonction du champ magnétique au point considéré.
Conclusion :
La figure observée à l"aide de la limaille de fer est appelée un spectre magnétique. On observe aussi que la limaille s"est répartie selon des lignes courbes autour de l"aimant. Ces lignes sont appelées lignes de champs, en chacun des points de ces lignes, le champ magnétique y est tangentiel.2) Différents spectres :
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