Leçon : Induction électromagnétique Physique

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment décrire le courant électrique induit dans un fil conducteur placé dans un champ magnétique variable.

Plan de la leçon

Objectifs

Les élèves pourront

reconnaître qu’un champ magnétique variable induira un courant dans une boucle de fil conducteur,
reconnaître qu’une variation plus rapide du champ magnétique aura pour effet d’induire un courant plus important,
reconnaître qu’un champ magnétique variable peut être obtenu en approchant et éloignant un barreau aimanté d’un fil conducteur,
reconnaître que c’est le mouvement relatif de l’aimant droit et du fil qui engendre le champ magnétique variable,
énoncer ce qu’est un solénoïde,
reconnaître que pour un solénoïde, la différence de potentiel à ses bornes engendrée par un champ magnétique variable augmente avec le nombre de spires du solénoïde,
reconnaître qu’un champ magnétique induit s’oppose toujours à ce qui l’a engendré (loi de Lenz),
reconnaître que pour un fil conducteur rectiligne se déplaçant à travers un champ magnétique, une différence de potentiel ne sera induite à travers celui-ci que s’il ne se déplace pas parallèlement ou antiparallèle au champ,
reconnaître que pour un fil conducteur rectiligne se déplaçant à travers un champ magnétique, la différence de potentiel induite à travers celui-ci sera maximale si son mouvement est perpendiculaire au champ,
établir la correspondance entre des diagrammes représentant le mouvement d’un fil conducteur dans un champ magnétique et des graphiques de la tension aux bornes du fil en fonction du temps.

Prérequis

Les élèves doivent être déjà familiarisés avec

courant,
différence de potentiel,
aimants droit,
champs magnétiques,
lignes de champ magnétique.

Exclusions

Les élèves ne couvriront pas

calculs mathématiques des courants induits et des différences de potentiel,
générateurs,
moteurs électriques.

Fiche d'activités de la leçon

Q1:

Le sens du courant induit dans un conducteur par un variable est tel que le champ magnétique créé par le courant induit le champ magnétique initial variable.

Q2:

Le schéma (a) illustre un morceau de fil de cuivre se déplaçant le long d'une trajectoire rectangulaire dans un champ magnétique uniforme. Le graphique (b) montre la différence de potentiel à travers le fil en fonction du temps. La position dans le schéma (a) correspond à la section nommée sur le graphique (b).

A quelle section du graphique (b) correspond la position sur le schéma (a) ?

A quelle position du schéma (a) correspond la section du graphique (b) ?

Q3:

La partie a) de la figure montre un aimant droit se déplaçant à une vitesse vers un solénoïde immobile. Une différence de potentiel électrique est induite aux bornes du solénoïde. La partie b) de la figure montre un aimant droit immobile, avec un solénoïde se déplaçant vers lui à la vitesse . Comment la différence de potentiel induite dans le solénoïde dans la situation b) diffère-t-elle de celle de la situation a) ?