Haut-parleurs, moteurs, écrans cathodiques : la force magnétique est au travail.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Force de Laplace et force de Lorentz », proposée par ndolomath.comndolomath
Force de Laplace et force de Lorentz
💡 Idée principale : une particule chargée en mouvement dans un champ magnétique subit la force de Lorentz. Un conducteur parcouru par un courant y subit la force de Laplace.
Étapes résumées
Force de Lorentz : .
Valeur : .
Force de Laplace : .
Deux fils parallèles parcourus par des courants de même sens s’attirent.
La force de Lorentz
La force est perpendiculaire à : elle ne travaille pas, la vitesse garde sa valeur.
Fiche de révision de Physique : « Force de Laplace et force de Lorentz », proposée par ndolomath.comndolomath
Exemple guidé
Un électron (v = m/s) entre perpendiculairement dans un champ de 0,01 T. Calcule la force.
Solution : .
1. Comprendre la force magnétique
Une charge immobile ne ressent rien dans un champ magnétique : il faut qu’elle bouge. La force de Lorentz est toujours perpendiculaire à la vitesse et au champ. Elle change donc la direction du mouvement sans changer la valeur de la vitesse : elle ne travaille pas, l’énergie cinétique de la particule reste constante.
La force de Laplace
Iintensité en Aℓlongueur du conducteur dans le champαangle entre le conducteur et
Fiche de révision de Physique : « Force de Laplace et force de Lorentz », proposée par ndolomath.comndolomath
Applications
Haut-parleur
La bobine vibre dans le champ d’un aimant.
Moteur
Les forces de Laplace font tourner le rotor.
Rails de Laplace
Une tige roule sur des rails.
Interaction entre fils
Définition historique de l’ampère.
Le moteur et le haut-parleur
Exercice type
Une tige de 10 cm, parcourue par 5,0 A, est placée perpendiculairement à un champ de 0,20 T. Calcule la force de Laplace.
Solution : . .
1
Courant
Le signal électrique traverse la bobine du haut-parleur.
2
Force
La bobine, placée dans l’aimant, subit une force de Laplace.
3
Son
La membrane vibre au rythme du courant et pousse l’air.
Fiche de révision de Physique : « Force de Laplace et force de Lorentz », proposée par ndolomath.comndolomath
À toi de jouer
1. La force de Lorentz travaille-t-elle ?
2. I = 5 A, ℓ = 0,1 m, B = 0,2 T, α = 90° : F ?
3. Deux fils parcourus dans le même sens : attraction ou répulsion ?
Réponses : non · 0,1 N · attraction. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Une particule immobile ne subit pas de force magnétique.
Pour une charge négative, le sens de la force s’inverse.
Si est parallèle à , la force est nulle.
Méthode
Calcule la valeur avec sin α, puis trouve le sens avec la règle des trois doigts de la main droite.
Fiche de révision de Physique : « Force de Laplace et force de Lorentz », proposée par ndolomath.comndolomath