Loi de Laplace: Force Electromagnétique
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Questions and Answers

Quelle est la dépendance de la force électromagnétique sur l'intensité du courant ?

  • La force est proportionnelle au carré de l'intensité du courant.
  • La force est inversement proportionnelle à l'intensité du courant.
  • La force est proportionnelle à l'intensité du courant. (correct)
  • La force est indépendante de l'intensité du courant.

    • Quelle est la direction de la force de Laplace ?

  • Parallèle au champ magnétique.
  • Parallèle au conducteur rectiligne.
  • Perpendiculaire au plan formé par le conducteur et le champ magnétique. (correct)
  • Dans la direction opposée au courant électrique.

    • Quel est le point d'application de la force de Laplace sur un conducteur rectiligne ?

  • Le milieu de la partie du conducteur placée dans le champ magnétique. (correct)
  • La fin du conducteur.
  • Un point aléatoire sur le conducteur.
  • Le début du conducteur.

    • Quel est le sens de la force de Laplace ?

    <p>Déterminé par la règle des trois doigts de la main droite. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression de la valeur de la force de Laplace ?

    <p>$F = I.l.B.sin(\alpha)$ (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la force de Laplace lorsque le conducteur est perpendiculaire au champ magnétique ?

    <p>La force est maximale. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le nom scientifique du phénomène qui donne naissance à la force de Laplace ?

    <p>L'électromagnétisme. (A)</p> Signup and view all the answers

    Comment la force de Laplace est-elle utilisée dans la vie réelle ?

    <p>Pour faire fonctionner les moteurs électriques. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'observation principale faite lors de l'expérience de la tige de Laplace ?

    <p>La tige métallique subit une force électromagnétique qui change de sens avec le sens du courant ou du champ magnétique. (C)</p> Signup and view all the answers

    Dans l'expérience des Rails de Laplace, quelle est la relation entre la vitesse de la barre conductrice et l'intensité du courant ?

    <p>La vitesse de la barre augmente lorsque l'intensité du courant augmente. (D)</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il à la tige métallique dans l'expérience de la tige de Laplace lorsqu'on ouvre l'interrupteur K ou lorsqu'on supprime le champ magnétique ?

    <p>La tige revient à sa position initiale si on supprime le champ magnétique. (D)</p> Signup and view all the answers

    Dans quel sens se déplacera la barre conductrice dans l'expérience des Rails de Laplace si le sens du champ magnétique est inversé ?

    <p>La barre se déplacera dans la direction opposée. (C)</p> Signup and view all the answers

    Lequel de ces facteurs n'a pas d'influence sur la force de Laplace ?

    <p>La nature du métal du conducteur. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule mathématique de la force de Laplace sur un élément de courant ?

    <p>$F = I l B sin(\theta)$ (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la direction de la force magnétique qui agit sur le conducteur ?

    <p>Verticale et dirigée vers le bas (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la différence principale entre l'expérience de la tige de Laplace et l'expérience des Rails de Laplace ?

    <p>L'expérience de la tige de Laplace montre la déviation d'un conducteur dans un champ magnétique tandis que l'expérience des Rails de Laplace montre le mouvement d'une barre conductrice sur des rails métalliques. (A)</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi les forces de Laplace s'exerçant sur les portions AD et BC n'ont-elles aucune influence sur l'équilibre de la balance ?

    <p>Ces forces sont perpendiculaires à l'axe de rotation. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les applications de la loi de Laplace ?

    <p>Les moteurs électriques, les haut-parleurs et les générateurs électriques. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle équation permet de déterminer l'intensité du courant I ?

    <p>I = mg / (lB) (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre l'intensité du courant I et la masse m ?

    <p>I est directement proportionnel à m. (D)</p> Signup and view all the answers

    D'après la courbe I = f(m), comment peut-on déterminer la valeur du champ magnétique B ?

    <p>B est égal à l'inverse de la pente de la droite. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la longueur l du conducteur dans l'équilibre de la balance ?

    <p>l affecte le moment du couple exercé par la force magnétique. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre l'angle α et l'intensité du courant I ?

    <p>α et I ne sont pas reliés. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité de mesure de la valeur B du champ magnétique ?

    <p>Tesla (T) (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression correcte de la force de Laplace agissant sur le conducteur ?

    <p>F = I<em>l</em>B*cos(α) (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la direction de la force de Laplace agissant sur le conducteur ?

    <p>Vers le haut (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les forces qui agissent sur le conducteur ?

    <p>Force de Laplace, poids, réaction du support (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression du moment de la force de Laplace par rapport au point G, en fonction de I, h, B, et α ?

    <p>M(F) = - I<em>h</em>B<em>l</em>sin(α)/2 (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression du moment du poids du conducteur par rapport au point G, en fonction de m, g, h, et α ?

    <p>M(P) = mg<em>l</em>sin(α)/2 (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression de l'intensité du courant I, en fonction de m, g, α, h, et B ?

    <p>I = mg<em>sin(2α)/(2h</em>B) (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des courants de Foucault dans les circuits magnétiques des machines électriques ?

    <p>Ils réduisent l'efficacité des machines (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la principale raison pour laquelle les circuits magnétiques des transformateurs sont constitués de tôles feuilletées ?

    <p>Pour réduire les pertes par courants de Foucault (C)</p> Signup and view all the answers

    Dans quel contexte le freinage à courant de Foucault est-il utilisé comme système de freinage d'urgence?

    <p>Dans les trains à grande vitesse ICE 3 de la Deutsche Bahn uniquement sur les lignes où il sert de frein d'urgence. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal inconvénient du freinage à courant de Foucault?

    <p>Il dissipe l'énergie sous forme de chaleur, ce qui est une perte. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage du chauffage par induction par rapport aux autres méthodes de chauffage?

    <p>Il permet de chauffer plus rapidement. (D)</p> Signup and view all the answers

    Parmi les applications citées, quelle est la principale raison d'utiliser les courants de Foucault ?

    <p>Pour détecter les fissures dans les métaux. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe du capteur de distance sans contact ?

    <p>La mesure de l'impédance de la bobine. (A)</p> Signup and view all the answers

    Comment fonctionne le tachymètre à courant de Foucault dans un véhicule?

    <p>Un aimant tournant induit des courants de Foucault dans un tube, générant un champ magnétique dont l'intensité est proportionnelle à la vitesse. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'élément qui permet de détecter la présence d'une fissure dans un rail ferroviaire?

    <p>Le courant de Foucault induit. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage du brasage par induction?

    <p>C'est une méthode plus rapide. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la direction et le sens du champ magnétique créé par l'aimant dans l'entrefer ?

    <p>Le champ magnétique est dirigé perpendiculairement à la page et dirigé vers le bas. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la force électromotrice induite dans la bobine lorsque le courant est de 2,35 A ?

    <p>0,047 V (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur du champ magnétique dans l'entrefer de l'aimant en U ?

    <p>0,04 T (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la longueur du conducteur dans l'entrefer de l'aimant en U ?

    <p>2,9 cm (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la force sur le conducteur lorsque le courant est de 3,20 A ?

    <p>0,12 N (C)</p> Signup and view all the answers

    Que signifie l'échelle du tableau qui indique 2 cm ↔ 0,75 A ?

    <p>Une variation du courant de 0,75 A correspond à un déplacement de 2 cm sur l'échelle. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur de la masse du conducteur lorsque le courant est de 2,35 A ?

    <p>1,5 mg (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre la force sur le conducteur et le courant dans la bobine ?

    <p>La force est proportionnelle au courant. (C)</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Loi de Laplace

    • Étudiant en terminale au Lycée Municipal 2 Attécoubé, découvre que lorsqu'une tige métallique est plongée dans un champ magnétique, traversée par un courant électrique continu, elle subit une force électromagnétique.
    • La classe avec l'aide de leur professeur souhaite approfondir la force de Laplace, en déterminant ses caractéristiques et en analysant des applications.

    Expérience de la tige de Laplace

    • Dispositif: Une tige de cuivre, située entre les pôles d'un aimant en U, parcourue par un courant électrique.
    • Observations: À la fermeture de l'interrupteur, le conducteur dévie. Le sens de la déviation change en modifiant le sens du champ magnétique ou le sens du courant. Le conducteur reprend sa position initiale après la suppression du champ magnétique ou à l'ouverture de l'interrupteur.
    • Conclusion: Le conducteur subit une force électromagnétique, dont le sens dépend des champs magnétique et électrique.

    Loi de Laplace

    • Énoncé: Un conducteur rectiligne de longueur 𝑙, parcouru par un courant électrique constant d'intensité 𝐼, placé dans un champ magnétique uniforme 𝐵, subit une force 𝐹 appelée force de Laplace.
    • Expression: 𝐹 = 𝐼 𝑙 𝐵 sin𝛼, où 𝛼 est l'angle entre les vecteurs 𝑙 et 𝐵.
    • Caractéristiques:
      • Point d'application : le milieu de la partie du conducteur placée dans le champ magnétique.
      • Direction : perpendiculaire au plan formé par le conducteur et le champ magnétique.
      • Sens : appliqué par la règle des trois doigts de la main droite (index = sens du courant, majeur = sens du champ, pouce = sens de la force).

    Applications de la loi de Laplace

    • Balance de Cotton: Dispositif pour déterminer la valeur d'un champ magnétique.
    • Roue de Barlow: Dispositif qui convertit l'énergie électrique en énergie cinétique.
    • Haut-parleur: Dispositif qui convertit l'énergie électrique en énergie sonore.

    Courants de Foucault

    • Définition : Courants électriques créés dans une masse conductrice par la variation temporelle d'un champ magnétique.
    • Conséquences : Pertes dans les circuits magnétiques, freinage de certains dispositifs (ex: freins de train).

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