Aurélie mai 2001


devoirs en terminale S

solénoïde - inductance d'une bobine

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1

 

champ magnétique

autoinduction

L'inductance d'un solénoïde est donnée par la relation suivante : L= 4p 10-7 N2 S/ longueur

N nombres de spires et S section en m².

Soit un solénoïde de longueur 1m, de rayon 5 cm parcouru par un courant d'intensité I=5 A, orienté de A vers C. Il comporte N=1000 spires et sa résistance électrique est négligeable.

  1. Schématiser le solénoïde, le sens du courant et le sens du champ. Proposer des expériences permettant de déterminer les caractéristiques du champ à l'intérieur de la bobine.
  2. Calculer l'inductance L.
  3. Ce solénoide est parcouru par un courant variable .Un phénomène d'induction prend naissance dasn le solénoïde. On visualise la tension UAC à ces bornes (C relié à la masse de l'oscilloscope) Donner l'expression de la tension UAC au cours des 2 phases, le temps variant de 0 à 50 ms
  4. Représenter la tension UAC. Les sensibilités de l'oscilloscope sont : 10 ms /div et 0,5 V /div

corrigé


 

champ magnétique uniforme dans la région centrale( à l'exception du voisinage des extrémités)

placer une petite aiguille aimantée dans la partie centrale elle indique le sens et la direction du champ

placer la sonde d'un teslamètre dans la région centrale il donne la valeur du champ

le sens du champ est déduit du sens du courant par la règle de l'observateur d 'Ampère

inductance:

le rayon doit s'exprimer en mètre

N² = 10 6; S=3,14 *0,05 ² m²

4*3,14 *10-7 *10 6 * 3,14 * 0,05 ² = 9,86 mT

tension UAC:

trouver le coefficient directeur de chaque segment de droite

danger : mettre le temps en seconde

2 / 0,04 =50 A /s et -2 / 0,01 = -200 A/s (fonction décroissante entre 40 et 50 ms)

tension aux bornes d'une bobine inducrive de résistance négligeable :

UAC= L di/dt

soit 0,00986 *50 =0,493 V entre 0 et 40 ms

soit 0,00986*(-200)= -1,97 V entre 40 et 50 ms.

tenir compte de la sensibilité verticale de l'oscilloscope 0,5 V /cm

la sensibiité horizontale permet de visualiser 10 divisions.

représentation de UAC :

 


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