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  BECHA ADEL
        
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2e BC Chap. 18: Champ magntique 128
Chapitre 18: Champ magntique
1) Aimants
a) Dfinition
Un aimant est un corps capable d'attirer le fer, le nickel, le cobalt et certains alliages contenant beaucoup de fer (tel que l'acier); ces corps sont appels corps ferromagntiques.
Cette force est appele force magntique.
b) Exemples
** Aimants naturels: c'est un minerai de fer appel magntite.
** Aimants artificiels: on distingue les aimants permanents tels que le barreau aimant, l'aimant en U, l'aiguille magntique, et les aimants temporaires tels que les lectroaimants.
Ces aimants sont constitus de matires ferromagntiques.
** Remarque: La terre est aussi un norme aimant!
c) Ples magntiques
** Ce sont les rgions de l'aimant o la force d'attraction est la plus forte.
** Tout aimant possde 2 ples: ple Nord (N) et ple Sud (S).
** Les ples se trouvent gnralement aux extrmits de l'aimant.
** Lorsque l'aimant est mobile il s'oriente tel que son ple N pointe vers le ple nord gographique.
2) Force magntique exerce par un aimant sur un autre aimant
Deux ples magntiques exercent l'un sur l'autre une force magntique dont les caractristiques sont:
** Direction: droite qui joint les 2 ples.
** Sens: dtermin par la loi suivante:
deux ples de mme nom se repoussent;
deux ples de nom diffrent s'attirent.
** Intensit: d'autant plus grande que la distance entre les ples est plus petite.
2e BC Chap. 18: Champ magntique 129
3) Aimantation d'un corps ferromagntique
a) Exprience
Un aimant attire un corps en fer.
Interprtation: Le fer situ proximit de l'aimant devient lui-mme un aimant dont la polarit est telle qu'il est attir.
Conclusion: Tout corps ferromagntique initialement non aimant, plac dans un champ magntique devient lui-mme un aimant. On dit qu'il est aimant.
Remarque: Certains corps tel que l'acier restent aimants lorsqu'on supprime le champ qui les a aimant. D'autres corps par contre, tel que le fer sont alors trs vite dsaimants.
b) Exprience de l'aimant bris
Coupons un aimant en deux parties afin d'obtenir des ples isols!
Observation: Chaque moiti possde les 2 ples N et S.
Mme si on rpte l'opration, on n'obtient jamais un seul ple magntique. Il semble impossible d'isoler un seul ple. Chaque fragment est un aimant complet possdant ses 2 ples.
Interprtation: Toute matire ferromagntique est constitue d'aimants lmentaires (microscopiques). Lorsque la matire n'est pas aimante les aimants lmentaires sont compltement dsordonns. Leurs actions se neutralisent mutuellement.
Si la matire est place dans un champ magntique tous les aimants lmentaires s'orientent suivant la mme direction et dans le mme sens. A l'intrieur de la matire les ples se neutralisent mutuellement. A chaque extrmit par contre il reste des ples non neutraliss qui tous ensembles constituent un ple magntique important. Lorsqu'on coupe l'aimant en deux parties, il en va de mme pour chacune des parties.
2e BC Chap. 18: Champ magntique 130
4) Champ magntique
Dfinition : Portion de lespace o une aiguille magntique est soumise une force magntique.
Le champ magntique en un point est caractris par son vecteur champ magntique: B
􀁇
o Direction : celle d'une aiguille magntique place en ce point
o Sens : celui de la force magntique sur le ple Nord de l'aiguille
o Intensit : d'autant plus grande que les forces magntiques sur l'aiguille sont plus importantes
Unit: le tesla (T)
** Exemples : Autour d'un aimant permanent (aimant droit, aimant en U), d'un lectroaimant, d'un fil parcouru par le courant, de la Terre (BT = 50 μT).
5) Spectres magntiques
Les lignes de champ magntique indiquent en tout point du champ la direction et le sens du vecteur 􀁇 : 􀁇est tangent aux lignes de champ. BB
Plus les lignes sont denses, plus B est important.
Exprimentalement on visualise les lignes de champ l'aide de grains de limaille de fer : dans le champ chaque grain s'aimante et subit un couple de forces qui l'oriente paralllement au champ, tout comme une aiguille magntique.
a) Champ cr par un aimant droit
Les lignes sortent du ple N et entrent par le ple S.
2e BC Chap. 18: Champ magntique 131
b) Champ cr par un aimant en U
Entre les branches de l'aimant le vecteur 􀁇 est le mme en tout point ⇔ le champ magntique 􀁇 y est uniforme ! BB
c) Champ cr par un conducteur rectiligne parcouru par le courant
Il n'y a pas de ples N ni S.
Le sens de dpend du sens de I. B􀁇
L'intensit B du champ augmente avec l'intensit de courant et diminue avec la distance au conducteur.
2e BC Chap. 18: Champ magntique 132
d) Champ cr par un conducteur circulaire (bobine plate) parcouru parle courant
Toutes les lignes sortent par une face appele face nord (N) et entrent par l'autre face appele face sud (S).
Le sens de dpend du sens de I. B􀁇
Le champ au centre est d'autant plus important que l'intensit de courant est plus leve et que le rayon est plus petit.
e) Champ cr par un solnode (bobine longue) parcouru par le courant
** A l'intrieur d'un solnode le champ est uniforme d'intensit : nINIB00μ=μ=􀁁
μ0 = permabilit du vide : μ0 = 4π⋅10-7 units S.I.
n = densit de spires : 􀁁Nn= avec 􀁁 = longueur du solnode et N = nombre de spires
I = intensit de courant travers le solnode
** Le sens de dpend du sens de I. B
􀁇
2e BC Chap. 18: Champ magntique 133
f) Rgles pour trouver le sens du champ magntique
** Rgle 1 de la main droite :
Pouce : sens du courant
Doigts courbs : sens de B
􀁇
** Autre rgle (pour les bobines uniquement)
On regarde sur l'une des faces et on examine le sens du courant :
s'il correspond au sens indiqu par la lettre S on regarde sur une face Sud;
s'il correspond celui indiqu par la lettre N on regarde sur une face Nord.
6) Le champ magntique terrestre
Autour de la Terre rgne un champ magntique, dont l'tude est extrmement utile pour la navigation et l'orientation.
a) Caractristiques gnrales
Le champ magntique terrestre est approximativement assimilable celui d'un aimant droit plac au centre de la Terre (et dont l'axe serait inclin d'un faible angle par rapport l'axe de rotation).
2e BC Chap. 18: Champ magntique 134
b) Caractristiques locales
** A Luxembourg, le champ magntique terrestre TB􀁇 n'est ni horizontal, ni vertical : il fait un angle appel inclinaison I = 65 par rapport l'horizontale. Il se dcompose en deux vecteurs : la composante horizontale hB􀁇 et la composante verticale vB􀁇.
** Le plan du mridien magntique est le plan vertical contenant le vecteur champ magntique terrestre TB􀁇 (de donc aussi hB􀁇).
** On a videmment : IcosBBTh⋅=
avec Bh = 20 μT (Europe de l'Ouest) on obtient B = 47 μT
** Les aiguilles des boussoles ne sont gnralement mobiles que dans un plan horizontal : elles indiquent donc la direction de hB􀁇.
** La direction de n'est pas exactement celle du mridien gographique : l'cart angulaire varie avec le temps et vaut actuellement peu prs 1. hB􀁇
2e BC Chap. 18: Champ magntique 135
Exercices
1) Lorsqu'on plonge un aimant dans un tas de petits clous en fer ceux-ci sont attirs en montrant une nette tendance former des chanes. Interprter ce phnomne!











   BECHA ADEL  
11-03-2009, 19:46   : 2 (permalink)
     
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Champ magnétique




Au cours des temps géologiques le champ magnétique s inverse.
Je voudrais savoir
Si l on connaît la cause de ces inversions ou les différentes hypothèses
Pour quelles raisons y a t il des périodes de calme et d autre ou les inversions sont plus fréquentes.
L inversion est très rapide d un point de vue géologique mais a t on une idée de la durée? Les pôles s inversent ils d un coup ou migrent ils progressivement?
Merci de vos réponses
Cordialement
Florence











   KamPhime  
08-10-2019, 14:15   : 4 (permalink)
     
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