CHAMP CREE PAR UN COURANT

 

 

Autour d’un circuit parcouru par un courant se superpose, au champ magnétique terrestre, un champ magnétique créé par le courant.

 

Champ magnétique créé par un courant rectiligne.

Un fil rectiligne, vertical, de quelques décimètres de longueur, ont les extrémités sont reliées aux bornes d’un générateur par des fils de connexion, constitue, pour des points M situes à une distance d du milieu O, un courant rectiligne. Il se crée une induction magnétique   par ce courant rectiligne.

 

 

 

 


                   

                   O

 

 

 

Caractéristiques de  :

·         Les lignes de champs sont des cercles concentriques de centre O.

·         La direction est la tangente à la ligne de champ au point M.

·         Le sens est donné par la règle de l’observateur d’Ampère.

·         Intensité :      

                                                  B= 2.10-7   avec d= OM

           

Règle de l’observateur d’Ampère :

            L’observateur d’Ampère, regardant le point M, est couché sur le conducteur de telle sorte que le courant le traverse des pieds vers la tête. Son bras gauche tendu de côté indique le sens du champ magnétique .

 

 Le champ d’un courant circulaire

            Une bobine parcourue par un courant se comporte comme un aimant. Elle a donc deux faces : la face Sud et la face Nord. La face Sud est telle qu’un observateur placé devant la bobine, voit le courant circuler dans le sens des aiguilles d’une montre.

 

"  Pour une spire circulaire de rayon R, parcourue par un courant d’intensité I

B = 2 x 10-7

B en tesla

I en Ampère

R en mètre

 

"  Pour une bobine plate circulaire comportant N spires parallèles très voisines de rayon R

 

B = 2 x 10-7  

 

 Le champ d’un solénoïde

"  Solénoïde de longueur comportant N spires

B = 4 x 10-7         l ≥ 2r

 

 

Si le solénoïde est infiniment long, comportant n spire par mètre de longueur :

 

B = 4 x 10-7 nI

 

B en tesla

I en Ampère

n : Nombre de spire par mètre

 

NB : En chaque point de l’espace, au voisinage du circuit, l’induction  est la somme géométrique de l’induction magnétique terrestre BT et de l’induction magnétique Bc créé par le courant.

   

Cas des bobines de Helmholtz

R
 
            Soient deux bobines plates de même axe, circulaires et de rayon R, situées a la distance R de l’une de l’autre et parcourues par des courants de même sens et de même intensité. Le champ est uniforme dans un large domaine entre les deux bobines.

            

 
 

 
 
 

 

 


Caractéristiques :

EXERCICES

 

EXERCICE I :

Un fil rectiligne PQ vertical de quelques décimètres de longueur dont les extrémités sont reliées aux bornes d’un générateur. Un courant rectiligne de 20A traverse le fil de P a Q.

1-Calculer l’intensité de l’induction B sachant que la distance OM=1cm

2-Comparer B a la composante horizontale de l’induction terrestre en ce lieu

 

EXERCICE II :

1-Une spire circulaire de rayon R, parcourue par un courant d’intensité I. Calculer l’induction au centre de la spire si I=20 A et R=10cm.

2-Une bobine plate circulaire comprend N spires parallèles très voisines de rayon moyen R. Calculer l’induction magnétique au centre de la bobine.

On donne : N=50 ; R=10cm ;I=20 A.

 

EXERCICE III :

On enroule sur un long cylindre de faible diamètre (toujours dans le même sens) un fil conducteur isolé de manière à obtenir trois couches de spires jointives. Calculer l’intensité de l’induction au centre de cette longue bobine quand on y fait passer un courant de 8 A. Le diamètre du fil isolé est de 1,2 mm et  la longueur du solénoïde est 1000 mm.

 

EXERCICE IV :

Une bobine plate a un rayon de 6 cm et comporte 80 spires. Elle est traversée par un courant de 2A

1-Préciser les caractéristiques du vecteur champ B crée par le courant au centre de la spire.

2-Le plan de la bobine étant maintenu parallèle au méridien magnétique, calculer l’angle 𝜶 de déviation d’une petite aiguille aimantée placé au centre de la bobine.

On donne Bh = 3.10-5T

 

EXERCICE V :

Deux bobines plates identiques de rayon R=8cm comportant 100 spires sont chacun traversée par un courant de I=2,5A et elles sont distantes de 8 cm de telle sorte que leurs axes soient confondus. Calculer le module du champ magnétique au centre O si les deux bobines sont traversées dans le même sens par le courant.

EXERCICES VI :

           Un solénoïde comportant N = 2000 spires. Ces spires sont jointives, séparées par un isolant d’épaisseur négligeable et de diamètre d = 0,5 mm. Calculer la valeur du champ magnétique B obtenu à l’intérieur du Solénoïde quand il est parcouru par un courant d’intensité I = 2A.

 

CORRIGES

EXERCICE I :

1-    Calcul de l’induction magnétique

B= 2.10-7   =   

2-    Calcul de l’induction magnétique

 C’est une induction 20 fois plus grande que la composante horizontale de l’induction terrestre.

EXERCICE II :

1-            Calcul de l’induction magnétique

B = 2 x 10-7  2 x 10-7 10-5 T

   2- Calcul de l’induction magnétique

       B = 2 x 10-7  B = 2 x 10-7  

 

EXERCICE III :

Le nombre de spires par mètre, pour chaque couche, est 1000/2. Cela fait 3 couches :

N=1000/1,2  x 3 =2500 spires par mètre.

L’intensité de l’induction dans la région centrale de la bobine vaut sensiblement :

B = 4 x 10-7 nI = B = 4 x 10-7 x2500x8=2,5.10-2T

 

EXERCICE IV :

1)   Calculons B

B = 2 x 10-7  = B = 2 x 10-7  1,7.10-3T         

2)   Calcul de l’angle

 

EXERCICE V :

Bobines de Helmholtz 

Calcul du module du champ magnétique

B = 0,72µ0 = 9.107.

EXERCICES VI :

L = Nd = 1  B = 5,02.10-3T

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