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CHAPITRE 10

L’INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQU

E

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PLAN DE MATCH

1. L’induction électromagnétique (qualitatif)

2. Le flux magnétique

3. La loi de Faraday et la loi de Lenz

4. Les générateurs et moteurs

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1. L’induction électromagnétique (qualitatif)

3 possibilités :

i) B variable

ii) Aire variable

iii) Orientation variable

Induction électromagnétique : production d’effets électriques à partir de champ magnétique

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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)

cosB

B

BA

B A

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• Pour un champ non uniforme ou une surface quelconque :

B B dA

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

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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

Bd

dt

cos cos sinBd dB dA dA B BA

dt dt dt dt

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• Convention :

1) Le vecteur A est orienté de sorte que le flux initial soit positif2 est positif dans le sens des 4 doigts avec le pouce dans le sens

de B

B

B

d

dtd

Ndt

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Exemple 2

Exemple 3

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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.

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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.

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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.

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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 ?

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4. Les générateurs et moteurs électriques

cos

cos

sin

sin

B

B

B

o

NBA

t

NBA t

dNBA t

dtt

i. Générateurs

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ii. Moteurs dc

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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 :

B B dA

BdNdt

sino t