wayground logo

Free Printable Worksheets

Font size

S
M
L
XL
Worksheets

Champ magnétique

Total questions: 10

Worksheet time: 8mins

Name
Class
Date
1.

Donner l'expression du champ magnétique au centre d'une bobine infiniment longue. Expliciter chaque terme.

a)

B = μ0ni

b)

μ0 perméabilité magnétique du vide

c)

n la densité linéaire de spires

d)

i l'intensité du courant parcourant la bobine.

2.

Quelle est la relation de Biot et Savart ? Expliciter chaque terme.

a)

dB(M) = μ04πI dlur2d\overrightarrow{B}\left(M\right)\ =\ \frac{\mu_0}{4\pi}\cdot\frac{I\ \overrightarrow{dl}\wedge\overrightarrow{u}}{r^2} est l'élément de champ magnétique produit au point M par un élément de courant IdlI\overrightarrow{dl}

b)

μ0 est la perméabilité magnétique du vide

c)

u\overrightarrow{u} un vecteur unitaire de l'axe qui porte la distance r entre l'élément de courant et le point M où est créé le champ magnétique

3.

Quelle est l'expression de la force magnétique de Laplace subie par un élément de courant IdlI\overrightarrow{dl} dans un champ magnétique B\overrightarrow{B} ? Que dire du travail de cette force ?

a)

dFL=IdlBd\overrightarrow{F}_L=I\overrightarrow{dl}\wedge\overrightarrow{B}

b)

Cette force est perpendiculaire au courant mais pas nécessairement au déplacement de l'élément de courant. Donc elle peut travailler !

4.

Donner l'expression du moment magnétique m\overrightarrow{m} d'une spire de surface S et l'expression du couple Γ\overrightarrow{\Gamma} qu'elle subit de la part d'un champ magnétique B\overrightarrow{B} . Dans quels cas utilise-t-on ces formules ?

a)

m=IS\overrightarrow{m}=I\overrightarrow{S}

b)

Γ=m  B\overrightarrow{\Gamma}=\overrightarrow{m}\ \wedge\ \overrightarrow{B}

c)

On utilise ces formules lorsqu'un circuit est plongé dans un champ magnétique et qu'on désire faire un bilan des moments dessus.

5.

Donner quelques valeurs de champs magnétiques.

a)

Le champ magnétique terrestre est de l'ordre de 50 μT à la surface de la Terre.

b)

La champ magnétique des IRM est de l'ordre de 3 Tesla

c)

Le champ magnétique des aimants usuel est de l'ordre de 0,1 T

d)

Dans les meilleurs spectromètres RMN on atteint plus de 10 Tesla.

6.

Quelle est l'unité du champ magnétique ? Du flux magnétique ?

a)

Le champ magnétique s'exprime en Tesla

b)

Le flux magnétique s'exprime en Weber

7.

Quelle est l'expression de la loi de Faraday ? Quelles sont ses conditions d'application ? Quel est le lien avec la loi de Lenz ?

a)

Le courant induit dans un circuit est égal à celui que produit un générateur fictif dont la force électromotrice e est donnée par e=dϕdte=-\frac{\text{d}\phi}{\text{d}t} où Φ est le flux coupé par le circuit.

b)

Le circuit subissant le phénomène d'induction peut se schématiser comme un générateur de force électromotrice e=dϕdte=-\frac{\text{d}\phi}{\text{d}t}

c)

Le flux Φ étant le flux coupé par le circuit, il faut que ce flux soit défini à chaque instant et qu'il coupe des lignes de champ dans son mouvement.

d)

La loi de Lenz est qualitative et dit que les phénomènes d'induction s'opposent, par leurs effets, aux causes qui leur ont donné naissance.

8.

On considère deux bobines 1 et 2 parcourues par des courants, quels sont les flux de champs magnétiques qui traversent chaque bobine ? Comment fait-on apparaitre ce bilan de flux dans une modélisation électrocinétique ?

a)

Le flux total Φ1 qui traverse la bobine 1 est le flux Φp du champ propre de cette spire plus le flux du champ de l'autre spire Φ2/1 (et céciproquement)

b)

Φ1 = Φp + Φ2/1

Φp = Li1 et Φ2/1 = Mi2

c)

En électrocinétique pour tenir compte des deux flux on ajoute la tension up=Ldi1dtu_p=L\frac{\text{d}i_1}{\text{d}t} due au flux propre et la tension uM=Mdi2dtu_M=M\frac{\text{d}i_2}{\text{d}t} . Alors ubobine 1=L1di1dt+Mdi2dtu_{bobine\ 1}=L_1\frac{\text{d}i_1}{\text{d}t}+M\frac{\text{d}i_2}{\text{d}t}

d)

9.

Quelles sont les deux schématisations possibles de deux circuits couplés par induction ?

a)

convention générateur

b)

convention récepteur

10.

Quels sont les principes de fonctionnement des moteurs synchrone et asynchrone ?

a)

Le rotor du moteur synchrone tourne à la même même fréquence que le champ magnétique

b)

Le rotor du moteur asynchrone ne tourne pas à la même vitesse que le champ puisqu'il faut que le flux du champ magnétique dans le rotor soit un champ variable pour que le rotor tourne.