Electromagnétisme

Electromagnétisme Niveau première

Claude Divoux, mai 2006 1/13

Electromagnétisme

Les champs magnétiques

Les sources de champs magnétiques existent à l’état naturel (Terre, aimant naturel) ou peuvent être

crées artificiellement (aimant, électro-aimant).

L’unité du champ magnétique

!

B est le Tesla (T)

Le champ magnétique se mesure avec un teslamètre.

Schéma d’un aimant :

ou

Bipolarité

Un champ magnétique possède toujours un pôle nord et un pôle sud. Ils sont indissociables.

Si on casse un aimant …

… on obtient deux aimants.

Action d’un champ magnétique sur un aimant : attraction - répulsion

Si on approche deux pôles de même polarité, les aimants se repoussent.

Si on approche deux pôles opposés, les aimants s’attirent.

Les forces dépendent de l’intensité du champ magnétique et de la distance entre les deux aimants.

Visualisation du champ magnétique

Des grains de limaille de fer, saupoudrés autour d’un aimant, vont s’orienter selon les lignes de

champ.

- Les lignes de champs montrent l’orientation du champ magnétique.

- La densité de lignes de champ informe sur l’intensité du champ magnétique.

- La figure formée par la limaille de fer s’appelle un spectre magnétique.

Spectre d’un aimant droit

+ symbolisation de quelques lignes de champs et quelques vecteurs « champ magnétique ».

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Claude Divoux, mai 2006 2/13

Le champ magnétique

!

B est une grandeur vectorielle.

Il varie en direction et en intensité selon l’endroit considéré.

Observations

- Les lignes de champ vont du pôle nord vers le pôle sud.

- Le champ

!

B est tangent aux lignes de champs.

- Si on place une boussole au point P, son pôle nord va s’orienter dans la direction de

!

B.

Les boussoles s’orientent selon les lignes de champ.

Internet

- simulation du spectre d’un aimant droit

http://www.walter-fendt.de/ph11f/mfbar_f.htm

Ligne de champ entre les armatures d’un aimant en U.

(toutes les lignes de champ extérieures ne sont pas dessinées)

Observation

- A l’intérieur d’un aimant en U le champ magnétique est constant en intensité et en direction.

On dit qu’il est uniforme.

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Claude Divoux, mai 2006 3/13

Comment déterminer le pôle d’un aimant

Il faut au préalable connaître la polarité d’un aimant.

Par exemple celui de la Terre (voir l’image ci-dessous)

Le pôle géographique et le pôle magnétique sont décalés de 11° par rapport au centre de la Terre.

Ensuite il suffit de constater la répulsion ou l’attraction entre l’aimant dont on veut déterminer les

pôles et l’aimant dont on connaît la polarité.

Le barreau aimanté présente un pôle nord à la boussole

Boussole

Attention, une boussole se désaimante et s’aimante en inverse facilement.

Utilisation industrielle

- Moteurs à aimants permanents

- Manutention

Crochet de manutention à aimant permanent

L’aimant est à l’intérieur de la boîte jaune.

La poignée permet d’approcher l’aimant près de l’objet (composé de fer) à manipuler.

Le crochet permet la manipulation avec un engin de levage (treuil par exemple)

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Claude Divoux, mai 2006 4/13

Champ magnétique crée par un courant

La source microscopique d’un champ magnétique est le déplacement de charges électriques. Un

courant électrique étant un déplacement de charges électrique va donc générer un champ

magnétique. Cette propriété est utilisée dans de nombreux systèmes électrotechniques :

- électro-aimants (gachette de porte d’entrée, engin de levage de ferraille)

Sous l’effet du courant, l’axe de

l’électroaimant se rétracte.

Electroaimant pour diverses

applications industrielles.

Levage de boîtes de conserves

Source inconnue sur Internet Source inconnue sur Internet Source inconnue sur Internet

- moteurs et générateurs électriques

Stator

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