Fiche de révision

Physique

Champ magnétique et flux magnétique

Autour d’un aimant ou d’une bobine, l’espace est transformé : c’est le champ magnétique.

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Fiche de révision de Physique : « Champ magnétique et flux magnétique », proposée par ndolomath.comndolomath

Champ magnétique et flux magnétique

💡 Idée principale : un aimant ou un courant crée un champ magnétique

\vec{B}

. Le flux magnétique à travers une surface mesure la quantité de champ qui la traverse.

Étapes résumées

Le champ $\vec{B}$ se mesure en teslas (T) avec un teslamètre.
Les lignes de champ sortent par le nord et rentrent par le sud.
Solénoïde : $B = μ_{0} \frac{N}{ℓ} I$ .
Flux : $Φ = N B S \cos θ$ , en webers.

Le champ magnétique

1. Lignes de champ d’un aimant droit

Elles sortent du pôle nord et entrent par le pôle sud.

Le champ est tangent aux lignes.

Il est plus intense là où elles sont serrées.

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2. Champ dans un solénoïde

B = μ_{0} \frac{N}{ℓ} I

$μ_{0}$

4 π \times 10^{- 7}

SINnombre de spiresℓlongueur en mIintensité en A

3. Comprendre : compter les lignes de champ

On peut imaginer le flux comme le nombre de lignes de champ qui traversent une bobine. Il est maximal quand la bobine fait face au champ et nul quand elle est placée parallèlement aux lignes. Le flux dépend donc du champ, de la surface, du nombre de spires et de l’orientation : $Φ = N B S \cos θ$ .

Le flux magnétique

Φ = N B S \cos θ

Φflux en webers (Wb)Ssurface d’une spire en m²θangle entre

\vec{B}

et la normale

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Exemple guidé

Énoncé

Une bobine de 100 spires de 20 cm² est placée perpendiculairement à un champ de 0,05 T. Calcule le flux.

Solution

Φ = 100 \times 0, 05 \times 20 \times 10^{- 4} \times \cos 0 = 0, 01 Wb

.

Application

Exercice type

Une bobine de 200 spires de surface 10 cm² est placée dans un champ de 0,05 T. Calcule le flux quand l’angle vaut 0°, puis 60°.

Solution :

S = 10^{- 3} m^{2}

.
θ = 0° :

Φ = 200 \times 0, 05 \times 10^{- 3} = 0, 01 Wb

.
θ = 60° :

Φ = 0, 01 \times 0, 5 = 0,005 Wb

.

4. Champ dans un solénoïde

B = μ_{0} \frac{N}{ℓ} I

$μ_{0}$

4 π \times 10^{- 7}

SIN/ℓspires par mètreIintensité (A)

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À toi de jouer

1. Unité du champ magnétique ?

2. θ = 90° : que vaut le flux ?

3. Par quel pôle sortent les lignes de champ ?

Réponses : le tesla · 0 · le nord. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

S est en m² : 1 cm² = $10^{- 4}$ m².
θ est l’angle avec la normale, pas avec la surface.
Le champ terrestre est très faible (environ $5 \times 10^{- 5}$ T).

Méthode

Repère N, B, S et l’angle avec la normale, convertis en SI, puis calcule Φ.

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Le champ magnétique

1. Lignes de champ d’un aimant droit

2. Champ dans un solénoïde

3. Comprendre : compter les lignes de champ

Le flux magnétique

Énoncé

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4. Champ dans un solénoïde

À toi de jouer

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