Transcription de la vidéo
Les figures (a), (b), (c) et (d) représentent un fil de cuivre rectiligne se déplaçant dans un champ magnétique. Le champ magnétique est uniforme et le fil se déplace dans une direction différente à travers le champ magnétique sur chaque figure. Laquelle des figures a), b), c) ou d) représente un déplacement du fil à l’origine d’une différence de potentiel électrique induite ?
Pour répondre à cette question, nous devons faire le lien entre la direction du déplacement du fil de cuivre et la valeur de la différence de potentiel induite dans le fil. Commençons par faire de la place à l’écran et réfléchissons à la manière dont une différence de potentiel peut être induite dans un fil.
Imaginons que nous avons un fil de cuivre rectiligne. Nous pouvons regarder le fil sous un autre angle, comme ceci, de sorte que le fil soit dirigé vers l’écran. Pour l’instant, il n’y a aucune différence de potentiel entre les deux extrémités du fil. Le fil n’est pas connecté à un circuit et il n’y a rien d’autre à proximité du fil qui pourrait créer une différence de potentiel.
Maintenant, réfléchissons à ce qui se passerait si le fil était ensuite placé dans un champ magnétique uniforme. Lorsque le fil est immobile dans le champ magnétique, il n’existe toujours pas de différence de potentiel entre ses deux extrémités. Mais si le fil commence à se déplacer à travers le champ magnétique, il est possible qu’une différence de potentiel se crée aux bornes du fil. Imaginons que le fil commence à se déplacer dans cette direction. Nous pouvons voir que lorsque le fil se déplace, il va traverser ces lignes de champs magnétiques. Lorsque le fil se déplace et traverse ces lignes de champs magnétiques, une différence de potentiel est induite à ses bornes. C’est le phénomène d’induction électromagnétique.
Dans cette question, on nous demande de déterminer quelle figure représente un mouvement associé à la création d’une différence de potentiel induite aux bornes du fil. Pour cela, il suffit d’identifier quelle figure représente le fil en mouvement à travers les lignes de champ magnétique. Alors, regardons de plus près.
Sur la figure (a), le fil se déplace en diagonale, vers le haut et vers la droite. Si nous prolongeons la flèche pour visualiser le chemin que va suivre le fil, nous voyons que le fil va traverser plusieurs lignes de champ magnétique. Nous savons donc qu’une différence de potentiel va être induite aux bornes du fil.
Ensuite, sur la figure (b), le fil se déplace dans le sens opposé aux lignes de champ magnétique selon ce chemin. Cela signifie que le fil ne va traverser aucune des lignes de champ et donc qu’il n’y a aucune différence de potentiel induite aux bornes du fil.
De même, la figure (c) représente un fil se déplaçant parallèlement aux lignes de champ, selon ce chemin. Ici, comme nous l’avons vu sur la figure (b), le fil ne va jamais traverser les lignes de champ. Donc, il n’y a aucune différence de potentiel induite.
Enfin, la figure (d) représente le fil se déplaçant perpendiculairement aux lignes de champ magnétique, selon ce chemin. Cela signifie que lorsque le fil se déplace, il traverse les lignes de champ magnétique et cela très rapidement. Et comme le fil traverse des lignes de champ, une différence de potentiel va être induite aux bornes du fil.
Nous avons donc vu que seules les figures (a) et (d) représentent un fil se déplaçant de manière à traverser des lignes de champ magnétique. Nous savons qu’une différence de potentiel sera induite aux bornes du fil sur les figures (a) et (d). Sur les figures (b) et (c), le fil ne traverse aucune ligne de champ. Donc, aucune différence de potentiel ne serait induite. Les figures (a) et (d) représentent donc un mouvement du fil à l’origine d’une différence de potentiel électrique induite.
