On réalise le montage
ci-dessous. OA et O’A’ sont des tiges de cuivre, les bacs A et A’ sont remplis
de mercure. L’intensité du courant électrique est la même dans les deux tiges
de cuivre, elle sera notée I.
Données : formule donnant B dans ces
conditions : B= μ0 I / (2 π d) où d est la distance séparant les deux
tiges. Il s’agit du champ magnétique généré par un fil parcouru par un courant
(voir cours sur le champ magnétique pour sa direction et son sens).
μ0 = 4 π 10-7 d= 2 cm OA = O’A’ = 30 cm I = 8 A. |
|
1-
Représenter le sens du
courant dans les deux tiges (schéma n°1).
2-
Champ magnétique et force de Laplace.
a-
Montrer que le vecteur , champ magnétique produit par le fil OA en N est perpendiculaire
à la figure et plonge dans le plan du schéma (voir cour sur le champ
magnétique, champ créé par un fil.). Représenter et calculer la valeur de .
b-
Indiquer la direction et le
sens de la force électromagnétique agissant en N. Calculer .
c-
Représenter le vecteur , champ magnétique produit par O’A’ en M. Calculer .
d-
Indiquer la direction et le
sens de la force électromagnétique agissant en M. Calculer .
3-
Quelle est l’action mutuelle
de 2 courants parallèles et de même sens ?
1. Schéma :
2. Champ magnétique et force de Laplace.
a- Pour un champ magnétique créé par un fil, les lignes de champs sont des cercles centrés sur le fil. Ces cercles sont dans des plans perpendiculaires aux fils. Le vecteur , en N, est tangent à la ligne de champ passant par N. Afin de déterminer son sens, on applique la règle du tire-bouchon : il plonge dans le plan du schéma puisque l’intensité va vers le haut et que N est situé à droite de M (centre du cercle de la ligne de champ).
B1 = μ0
I / (2 π
d) = = 8.0 10-5 T.
b- Le sens de est déterminé à l’aide de la règle des trois
doigts. F1 = I.l.B.sina = 8x0.30x8.0 10-5 x sin 90 =
1.92 10-4N.
c- En appliquant les mêmes règles
qu’au « a » on obtient en M qui vient vers l’observateur.
B2 = B1 = 8.0 10-5T.
d- Le sens de est déterminé à l’aide de la règle des trois
doigts. F2 = I.l.B.sina = 8x0.30x8.0 10-5 x sin 90 =
1.92 10-4N.
3. Les deux conducteurs, parcourus par des courants de même sens s’attirent.