Exercice n°1

1.  On dispose d’un solénoïde de 50 cm de long comportant 250 spires. Il est traversé par un courant d’intensité électrique I= 2.5 A. Déterminer l’intensité du champ magnétique généré au centre de ce solénoïde.

2.  Un autre solénoïde génère un champ magnétique B = 5.0 mT, il est traversé par un courant d’intensité I = 2.5 A. Combien comporte t’il de spires par mètre ?

3.  Un solénoïde de 80 cm de long comporte 1500 spires par mètre. Il est traversé par un courant d’intensité électrique

I= 1.2 A. Déterminer l’intensité du champ magnétique généré au centre de ce solénoïde.

4.  Déterminer la longueur d’un solénoïde comportant 1500 spires qui génère un champ B = 7.5 mT lorsqu’il est parcouru par un courant électrique d’intensité I = 3.0 A.

Corrigé

Exercice n°2

On dispose d’un aimant droit et d’un solénoïde de 80 cm de long qui comporte 200 spires.

1.  Représenter le spectre magnétique de l’aimant ainsi que des vecteurs champs magnétiques et des boussoles aux points A, B et C du schéma. Le champ magnétique généré par cet aimant est-il uniforme ?

2.  Le solénoïde est inséré dans un circuit électrique. Il est parcouru par un courant d’intensité I = 2.0 A. Représenter le spectre magnétique de ce solénoïde ainsi que des vecteurs champs magnétiques et des boussoles aux points A, B et C du schéma. Le champ magnétique généré par ce solénoïde est-il uniforme ?

3.  Déterminer l’intensité du champ magnétique généré en A.

Corrigé

 

Exercice n°3 (Bac STL BGB 2006 première partie de l’exercice II)

On souhaite étudier la valeur B du champ magnétique créé en son centre par un solénoïde comportant un nombre total de spires N = 200.

On fait varier la valeur de l’intensité I du courant dans le solénoïde et on mesure, à l’aide d’un teslamètre, la valeur du champ magnétique. Les résultats des mesures sont consignés dans le tableau suivant :

I (A)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

B (mT)

0.00

0.31

0.64

0.96

1.28

1.60

1.90

1.  Proposer un schéma du montage permettant de réaliser l’expérience, en précisant le sens de branchement de l’ampèremètre.

2.  Dans cette expérience le teslamètre, mesure la composante horizontale du champ magnétique résultant, en un point de l’espace.

Que peut-on dire de l’influence de la composante horizontale du champ magnétique terrestre sur le champ magnétique résultant ?

3.   Tracer la courbe d’évolution du champ magnétique B = f(I). Echelles : 5 cm pour 1A et 1 cm pour 0.1 mT.

4.  Le solénoïde comporte n spires par mètre. n= 485.

Calculer, à l’aide de la courbe, la valeur expérimentale de la perméabilité du vide m0.

Données :

Valeur du champ magnétique créé par un solénoïde en son centre : B = m0.n.I

Valeur de la composante horizontale du champ magnétique terrestre : Bh = 2.0 10-5 T.

Corrigé

Exercice n°4

On dispose du montage suivant :

A l’aide d’une  sonde à effet Hall et d’un teslamètre, on mesure le champ magnétique à l’intérieur du solénoïde en fonction de l’intensité. Le solénoïde a un nombre total de 1000 spires.

On obtient les résultats suivants :

B (mT)

 

0.20

0.34

0.48

0.67

0.79

1.28

1.64

1.92

2.22

I (A)

 

0.15

0.25

0.36

0.49

0.58

0.92

1.18

1.37

1.59

Donnée : µ0 = 1.256 .10-6 USI.

1. Représenter graphiquement, sur du papier millimétré, B en fonction de I.

2. Quel type de relation est mis en évidence par le graphe qui relie B à I ? Déterminer l’équation de la courbe obtenue.

3. Donner la relation reliant B, I, l et N.

4. À l’aide de l’équation de la courbe, déterminer la longueur de ce solénoïde.

5. Déterminer « n » le nombre de spires par mètre de ce solénoïde.

6. Représenter quelques lignes de champ orientées, à l’intérieur et à l’extérieur du solénoïde ainsi que le vecteur  au point O. Indiquer les faces nord et sud du solénoïde.

Corrigé

Exercice n°5(Bac STL BGB 2007 session de septembre)

On souhaite déterminer le nombre N de spires d’un solénoïde. Pour ce faire, on étudie la valeur B du champ magnétique créé en son centre en faisant varier la valeur de l’intensité I du courant traversant le solénoïde. Les résultats des mesures sont regroupés dans le tableau suivant :

I(A)

0.00

0.30

0.50

0.70

0.80

0.90

1.00

B (mT)

0.00

1.10

1.81

2.50

2.82

3.19

3.54

1.  Quel appareil peut-on employer pour mesurer la valeur d’un champ magnétique ?

2.  On donne les schémas ci-dessous.

2.1 Le schéma n°1 représente le spectre magnétique du solénoïde lorsqu’il est parcouru par un courant continu I. Représenter au point E, le vecteur champ magnétique  et dessiner aux points A et D, les orientations prises par de petites aiguilles aimantées disposées en ces points.

2.2 Préciser sur le schéma n°2 le sens de circulation du courant, la nature du pôle magnétique correspondant à chacune des faces du solénoïde et le sens du vecteur champ magnétique.

3.  Tracer le graphique B = f(I) donnant l’évolution de la valeur de B du champ magnétique en fonction de l’intensité I du courant. Echelles : 2 cm pour 0.1 A et 5 cm pour 1 mT.

4.  La valeur du champ magnétique au centre du solénoïde se calcule à l’aide de la relation B =  . avec m0 = 4p 10-7 S.I.

La longueur de ce solénoïde est l = 35.3 cm. Calculer le nombre de spires N à l’aide de la courbe tracée.

Corrigé