Corrigé des Exercices Chapitre II-5 et II-6 "Induction et Auto-induction" Exercices des Chapitres II-5 et II-6 INDUCTION ET AUTOINDUCTION EXERCICE 1
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1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES
http://cbissprof.free.fr Page 1 sur 2 Corrigé des Exercices Chapitre II-5 et II-6 "Induction et Auto-induction" Exercices des Chapitres II-5 et II-6 INDUCTION ET AUTOINDUCTIONEXERCICE 1
"Test rapide" ? La tension d"induction qui apparaît aux bornes d"un circuit est appelée : ? f.i.m. ? f.m.m. ???? f.e.m.(force électromotrice) ? Dans le phénomène d"induction, la source de champ magnétique se nomme : ? l"induit ???? l"inducteur ? l"inductance ? Dans le phénomène d"induction, le circuit où apparaît la tension se nomme ??? l"induit ? l"inducteur ? l"inductance? Le phénomène d"induction apparaît lorsqu"un circuit est soumis a un champ magnétique :
? d"intensité élevée ? uniforme ???? variable dans le temps ? Une tension induite apparaîtra aux bornes d"un circuit plongé dans un champ magnétique : ? de faible intensité ? de forte intensité ???? il manque des données pour de se prononcer (champ variable ou pas ?) ? Une bobine est soumise à un champ magnétique uniforme et constant.Pour qu"il y ait induction, il faut que :
? la bobine possède un nombre élevé de spires? l"axe de la bobine soit de même direction que le champ magnétique ???? la bobine se déplace perpendiculairement au champ magnétique
? La loi de Lenz nous dit, entre autre, que le courant induit produit à son tour un champ magnétique qui s"oppose : ? au champ magnétique inducteur ???? à la variation du champ magnétique inducteur ??? à la cause qui lui a donné naissance ? Les courants d"induction volumiques sont appelés : ? courants de Lenz ? courants de Farad ???? courant de Foucault.EXERCICE 2
"Conducteur mobile" ? Les électrons (q < 0), dans la tige mobile, sont soumis à la force de LorenzF qV B= Ù? ?? ??
(voir schéma de gauche).Les électrons de la tige se déplacent vers l"avant, le courant circule donc vers l"arrière de
la tige. On a donc i < 0 (le sens réel du courant est opposé à la convention). ? Calculons d"abord la fem e aux bornes de la tige : e B. .V 2 0,08 2 0,32V= = ´ ´ =Appliquons ensuite la loi d"Ohm
3 e 0,32 iR200.10
soit i 1,6A=EXERCICE 3
"Conducteur mobile"Appliquons directement la relation
6 1000e B. .V 20.10 0,6 130 3600
soit
V 433 V
» m
EXERCICE 4
"production d"une tension" La figure ci-dessous illustre le phénomène d"induction juste après l"instant t = 0: ■ le champ magnétique B??est dirigé vers le "fond" de la figure et commence à diminuer d"intensité (rotation de l"aimant), ■ le courant induit i dans la bobine veut s"opposer à cette diminution (voir schéma),■ la bobine se comporte en générateur, le fil de potentiel le plus fort (pôle +) sera celui où
veut sortir le courant (comme dans une pile). ? La tension induite e est donc négative (voir branchement de l"oscilloscope). F qV B iLes électrons ont une
charge q négative qV B FSens de déplacement
des électronsSens réel du courant
Y A Y B S e < 0 sens de rotation BChamp magnétique
à l"instant t = 0
Sens que veut avoir
le courant induit i e < 0 car le pôle "+" de la bobine est reliéà la masse de
l"oscilloscope1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES
http://cbissprof.free.fr Page 2 sur 2 Corrigé des Exercices Chapitre II-5 et II-6 "Induction et Auto-induction" ? Après l"instant t = 0, la tension induite e commence par être négative (sinusoïde "inversée"). ? On a T = 5´20 = 100ms 3 1 1 f 10tr/sT 100.10
f 600tr/min=EXERCICE 5
"Sens du courant induit" La méthode utilisée pour trouver le sens du courant induit est : ? Tracer le vecteur champ magnétique B??. ? Observer si B??augmente ou diminue (sens de déplacement de l"aimant). ? Le courant induit i > 0 doit produire un champ qui va s"opposer à la variation de B??.EXERCICE 6
"Clôture électrique" ? Entre 40μs et 80μs : 3 6 6 i 600.10 0 u L 0,8t80.10 40.10
D -= = ´D -
soit u 12000V= ? Entre 120μs et 160μs : 6 6 6 i 0 600.10u L 0,8t160.10 120.10
D -= = ´D -
soit u 12000V= - ? Voir le schéma complété au dessus.EXERCICE 7
"Energie dans une bobine" ? La tension U est constante, le courant i(t) va donc augmenter linéairement (graphe ci-contre) 2 1 1W L i(t )
2= 6 1W 10.10
i(t )10,5 0,2
L21i(t ) 10mA
■ On a1 11 1i(t ) 0 i(t )
iU L L Lt t 0 t -D= = =D - 3 11i(t )
10.10 t L 0,2 U 121t 167 s» m
EXERCICE 8
"Mesure d"un inductance" Considérons les variations de u(t) et i(t) pour 0 < t < 10μs :On a :
i u L tD D 6 3 3 t 10.10 0L u 20i5.10 ( 5.10 )
D -= = ´D- -
L 20mH=
i (mA) t (μs) 6000 0 80
40
120
160
u(t) en volt +20 0 20 30
40
t en μs -20 0 10 i(t) en mA +5 0 20 30
40
t en μs -5 0 10
0VVoie 1
10mV / div
DCVoie 2
Inactive
Temps20ms / div
0V t = 0T = 100ms
N SSens de déplacement
de l"aimant i R B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B i R N SSens de déplacement
de l"aimant B u (kV) t (μs) 0 0 8040
120
160
12 -12 i (mA) t (μs) i (t 1) 0 0 t1quotesdbs_dbs16.pdfusesText_22