Cours de PHYSIQUE    Tome 1
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Cours de PHYSIQUE Tome 1

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Description

Solénoïde TP Solénoïde But du TP Déterminer de quels paramètres dépend le champ magnétique créé par un solénoïde Montage On dispose d’une bobine, que l’on assimilera à un solénoïde, comportant deux enroulements de fils électriques pouvant être utilisés indépendamment. On souhaite étudier l’influence de l’intensité I du courant et du nombre N de spires sur la valeur B du champ magnétique produit à l’intérieur de ce solénoïde. Réaliser le montage schématisé ci-dessous. Placer la sonde d’un Teslamètre au centre du solénoïde. Brancher la bobine afin de n’utiliser que 500 spires. I. Orientation du champ magnétique Avant de brancher le générateur, observer la bobine et déterminer le sens de circulation du courant dans les spires. En déduire l’orientation du champ magnétique dans cette bobine. 1. Quelle observation expérimentale peut montrer que le champ magnétique est une grandeur vectorielle ? Brancher le générateur. Vérifier expérimentalement l’orientation du champ magnétique. II. Comment la valeur du champ magnétique B est-il lié l’intensité I du courant ? Ouvrir Régressi Dans « fichier », choisir « nouveau » et « GTS 2 » Cliquer sur l’icône « ouvrir » « solenoide.gt2 » dans G:/Appli/Sciences Physiques / Regressi /config Le circuit n’étant parcouru par aucun courant, étalonner le capteur du Teslamètre, loin de toute source de champ magnétique, en cliquant sur la voie « B » ; Faire varier l’intensité du courant par pas de 0 ...

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Langue Français

Extrait

Solénoïde TP


Solénoïde

But du TP
Déterminer de quels paramètres dépend le champ magnétique créé par un solénoïde

Montage
On dispose d’une bobine, que l’on assimilera à un solénoïde, comportant deux enroulements de fils électriques
pouvant être utilisés indépendamment. On souhaite étudier l’influence de l’intensité I du courant et du nombre
N de spires sur la valeur B du champ magnétique produit à l’intérieur de ce solénoïde.
Réaliser le montage schématisé ci-dessous. Placer la sonde d’un Teslamètre au centre du solénoïde.
Brancher la bobine afin de n’utiliser que 500 spires.

I. Orientation du champ magnétique
Avant de brancher le générateur, observer la bobine et déterminer le sens de circulation du courant
dans les spires. En déduire l’orientation du champ magnétique dans cette bobine.

1. Quelle observation expérimentale peut montrer que le champ magnétique est une grandeur vectorielle ?

Brancher le générateur. Vérifier expérimentalement l’orientation du champ magnétique.

II. Comment la valeur du champ magnétique B est-il lié l’intensité I du courant ?
Ouvrir Régressi
Dans « fichier », choisir « nouveau » et « GTS 2 »
Cliquer sur l’icône « ouvrir » « solenoide.gt2 » dans G:/Appli/Sciences Physiques / Regressi /config
Le circuit n’étant parcouru par aucun courant, étalonner le capteur du Teslamètre, loin de toute source
de champ magnétique, en cliquant sur la voie « B » ;
Faire varier l’intensité du courant par pas de 0,2 A entre 0 et 1,4 A, en relevant à chaque mesure la
valeur de I (la mesure de B étant directement effectuée par le logiciel). La sonde doit être positionnée 1
de telle sorte que la valeur mesurée soit positive.
Cliquer sur l’icône « envoi des données vers Régressi ». Modéliser la courbe B = f(I) obtenue. 1

2. La valeur du champ magnétique à l’intérieur du solénoïde est-elle proportionnelle à l’intensité du courant ?
3. Déterminer la valeur du coefficient de proportionnalité dans les unités du système international (SI).
4. Si l’on voulait produire, avec ce solénoïde, un champ magnétique de 1,0 T comme dans un appareil à I.R.M. :
a. Quelle serait l’intensité I du courant dans les spires ?
b. Est-ce réalisable avec le matériel utilisé ?




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Solénoïde

III. Comment la valeur du champ magnétique B est-il lié au nombre de spires ?
• Brancher la bobine afin d’utiliser 1000 spires, c’est à dire deux enroulements au lieu d’un (l’association
en série permet d’obtenir, pour une même longueur, un nombre de spires deux fois plus grand).
Sous GTS2, mesurer la valeur B du champ magnétique pour les mêmes valeurs de l’intensité I du courant 2
que précédemment. Cliquer sur l’icône « envoi des données vers Régressi ». Modéliser la courbe B = f(I) 2
obtenue.
• Comparer les deux courbes obtenues pour les champs magnétiques B et B dans le solénoïde en cliquant 1 2
sur l’icône « coordonnées » puis en choisissant « superposition des pages ».
5. Montrer que la valeur du champ magnétique à l’intérieur du solénoïde est proportionnelle au nombre de
spires N.
6. La relation est-elle compatible avec le résultat précédent ?

IV. Comment le champ magnétique B est-il lié à la position de la sonde le long de l’axe du solénoïde ?
Sous GTS2, cliquez sur l’icône « effacer les mesures ».
Ouvrir « solenoide2.gt2 » dans G:/Appli/Sciences Physiques / Regressi /config
Régler l’intensité à 1,0 A.
En maintenant la sonde dans l’axe du solénoïde, mesurer la valeur du champ magnétique en différentes
positions (tous les 1cm) sur cet axe, en plaçant l’ origine (x=0) à 4 cm de l’entrée de la bobine. Relever
les valeurs de x à chaque position, jusqu’à 18 cm.
Cliquer sur l’icône « envoi des données vers Régressi ».

7. Le champ est il constant à l’intérieur de la bobine ? Compte tenu de sa géométrie, peut-on dire que cette
bobine est un solénoïde infiniment long ?

Comparer la courbe à celle obtenue avec un solénoïde de 20 cm comportant 3000 spires figurant ci-
dessous (x = 0 correspond à 2cm avant l’entrée du solénoïde) :


8. Le champ est il constant à l’intérieur de ce solénoïde ?

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