Analyse détaillée d'exercices réalisés sous forme de QCM. Moteur, solénoïde, force de Laplace.

Moteur. Texte : moteur bloqué fonctionnement normal I = 5A I=2,5 A Analyse : Question relative à la résistance interne du moteur. Le moteur bloqué se comporte comme un résitor de résistance r, résistance interne du moteur. La tension aux bornes de l'ampèremètre étant voisine de zéro : U=E=rI soit r = E/I = 10/5 ; r= 2 W. Question relative à la fcem E' du moteur. U = E'+rI = E soit E' = E-ri = 10-2*2,5 ; E' = 5 V. Question relative à la puissance Pelect des forces électromagnétiques. Pelect = E' I = 5*2,5 = 12,5 W.   Moteur. E = 12 V ; r = 2 W ; E' = 9 V ; r' = 3 W. Analyse : Question relative à l'intensité I. U= E-rI = E'+r' I donne : E-E' = (r+r') I ; I = (E-E')/(r+r'). I= (12-9)/5=0,6 A. Question relative à la tension U aux bornes du moteur. U = E'+r'I= 9+3*0,6 =10,8 V. Question relative aux puissances. Puissance consommée par le moteur : UI = 10,8*0,6 = 6,48 W ( 6,5 W) Puissance joule dans le moteur : r'I2 = 3*0,62 =1,08 W ( 1,1 W) Puissance mécanique du moteur : E' I= 9*0,6 = 5,4 W. Rails de Laplace. Texte : Les frottements sont négligeables. champ magnétique B = 0 ,4 T E = 12 V ; r = 0,8 W. inclinaison des rails : a =45° Longueur de la tige se trouvant dans l'entrefer : L = 0,05 m masse de la tige : m = 5 g = 0,005 kg On néglige la résistance électrique des rails et de la tige. Analyse : Question relative aux forces. La tige est soumise à son poids, à la force de Laplace et à l'action du plan : La force de Laplace est horizontale, perpendiculaire au plan formé par le champ magnétique et la tige. Question relative à la condition d'équilibre. Lorsque la tige reste immobile, la somme vectorielle des forces appliquées à cette tige est nulle. Le triangle des forces ci-dessus conduit à : mg = BIL.(1) Question relative à la valeur R conduisant à l'équilibre. Intensité du courant : (1) donne I = mg/(BL) De plus l'additivité des tensions s'écrit : E-ri = RI d'où I = E/(r+R) Par suite : mg/(BL) = E/(r+R) soit R = EBL /(mg) -r. R = 12*0,4*0,05 /(0,005*10) -0,8 = 4 W.     Web www.chimix.com Solénoïde. Texte : Analyse : Question relative à la relation entre l'intensité et l'angle a. L'aiguille s'oriente suivant le champ magnétique résultant de la superposition du champ magnétique terrestre B0 et du champ magnétique crée par le solénoïde. Le champ magnétique terrestre est perpendiculaire à l'axe x'x du solénoïde lorsque l'intensité est nulle. Or Bsolénoïde = m0nI. sin a = m0nI /B0.

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