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Electromagnétisme - Exercices Induction 1 Chute d'un cadre dans un champ magnétique Un cadre rectangulaire de résistance R est situé dans un plan

1ère STIannée scolaire 2009-2010

Dans ce devoir tout particulièrement, vous veillerez à bien justifier toutes vos réponses : une part importante de

la notation repose sur ces justifications.

On rappelle que la perméabilité du vide est0=4.10-7et que l'intensité du champ magnétique au centre

d'un solénoïde, de longueur L, composé de N spires, et traversé par un courant I, est donnée par la relation :

B=0N.I

Exercice 1 : (3 points)

Un solénoïde constitué de 400 spires circulaires de diamètre 5 cm a une longueur L = 20 cm.

1- Calculez l'intensité du champ magnétique en son centre s'il est parcouru par un courant de 10 A.

2- Calculez la section S d'une spire.

3- Calculez le flux magnétique total embrassé par le solénoïde lorsqu'il est placé dans un champ magnétique

uniforme d'intensité 0,5 T et de direction l'axe du solénoïde.

Exercice n°2 : (7 points)

Une bobine a une résistance R à ses bornes.

On approche le pôle sud d'un aimant droit comme indiqué sur la figure ci- contre.

1- Quel est le phénomène qui se produit dans la bobine ?

2- Quelle face la bobine présentera-t-elle devant le pôle Sud de l'aimant (refaites un dessin sur votre copie) ? En

déduire le sens de i dans la bobine, puis le signe de la tension u comme représentée ci-dessus.

3- Nommez et citez les deux lois d'électromagnétisme se rapportant à l'expérience.

4- Lorsque l'aimant se sera immobilisé tout près de la bobine, que vaudra la tension u ?

5- Si on refait l'expérience sans connecter la résistance à la bobine, qu'est-ce qui change ?

Exercice n°3 : (3 points)

Une bobine d'inductance L=0,15H emmagasine une énergie de 0,4 J, lorsqu'elle est parcourue par un courant

continu.

1- Quelle est l'intensité de ce courant ?

2- Que devient l'énergie emmagasinée par la bobine si l'intensité du courant est doublée (multipliée par 2) ?

Exercice n°4 : (7 points)

Le courant i dans une bobine est de forme triangulaire, et varie entre -80 mA et + 80 mA, en 250 µs. A t= 0, i est

égal à -80 mA.

1- Représentez l'évolution du courant i en fonction du temps, pour t variant de 0 à 500 µs.

2- La bobine possède une inductance L= 220 mH et une résistance interne r = 0.5Ω . Donnez l'expression de la

tension u aux bornes de cette bobine, en fonction de L, r,i et di dtsi on adopte la convention récepteur.

3- Que devient cette expression si on considère la bobine idéale ?

Pour la suite, on considère la bobine idéale.

4- représentez l'évolution de la tension u en fonction du temps, pour t variant de 0 à 500 µs.Devoir n°6: induction et auto-induction

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