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Vidéo question :: Choix du champ magnétique correspondant à un seul fil rectiligne conducteur de courant Physique • Troisième secondaire

Chacun des schémas suivants montre des limailles de fer en présence d’un champ magnétique. Dans quel cas les limailles de fer révèlent-elles le champ magnétique produit par un seul fil conducteur de courant entrant ou sortant de l’écran?

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Chacun des schémas suivants montre des limailles de fer en présence d’un champ magnétique. Dans quel cas les limailles de fer révèlent-elles le champ magnétique produit par un seul fil conducteur de courant entrant ou sortant de l’écran?

Ici, nous voyons cinq schémas candidats. Nous savons que ces schémas nous montrent les positions des limailles de fer. Ce sont de très petits cylindres de fer qui s’alignent sur les champs magnétiques externes. Les limailles ne peuvent pas nous dire la direction exacte d’un champ magnétique, mais, en fonction de leur position et de leur orientation, peuvent nous montrer la forme générale des lignes de champ magnétique. Dans cet exemple, le champ magnétique tracé par les limailles de fer est créé par le courant dans un fil qui pointe vers l’écran ou hors de l’écran. Le champ magnétique créé par un fil conducteur de courant apparaît sous la forme d’anneaux concentriques autour de ce fil.

Selon que le courant dans le fil pointe vers l’écran ou hors de l’écran, nous déterminerons la direction exacte de ces lignes de champ autour du fil. Mais comme nous l’avons mentionné, les limailles de fer n’indiquent pas la direction exacte du champ magnétique. Ils s’alignent simplement le long de la forme générale de la ligne de champ. Nous nous attendrions alors à ce que le modèle formé par les limailles de fer pour un seul fil conducteur transportant du courant vers l’écran ou hors de l’écran ressemble à peu près à un ensemble d’anneaux concentriques. Il convient de noter que les limailles de fer n’ont pas besoin de se trouver le long de l’un de ces anneaux comme nous les avons dessinés. Pour des limailles situées à une distance donnée du fil conducteur de courant, elles vont simplement s’aligner dans la direction de ces anneaux.

Sachant cela, considérons nos options de réponse, en commençant par la réponse (A). Dans cette option, nous voyons quelques exemples de ce qui ressemble à des ensembles d’anneaux concentriques de limailles. Il semble y avoir un centre de tels anneaux situé juste ici, ici et là. Puisqu’il y a plus d’un centre, nous savons que cela ne correspond pas à un seul fil conducteur de courant. Peut-être que trois de ces fils créeraient le champ magnétique montré par ces limailles de fer. Nous ne choisirons donc pas la réponse (A) pour notre réponse finale.

La réponse (B) nous montre un champ qui n’apparaît pas dans les anneaux concentriques. En fait, la réponse (B) ressemble au champ magnétique créé par un solénoïde. Une section transversale des boucles d’un tel solénoïde qui ressemblerait à ceci créerait un tel champ magnétique. Ce n’est donc pas le champ créé par un seul fil conducteur de courant pointant vers l’écran ou hors de l’écran. En regardant la réponse (C), nous voyons qu’ici les limailles ne semblent pas être organisées selon un modèle. Il semble qu’elles ne soient alignées avec aucun champ magnétique externe. Ce n’est pas ainsi que les limailles se présenteraient en présence d’un champ créé par un seul fil conducteur de courant.

Pour la réponse (D), comme pour la réponse (A), nous voyons des motifs de cercles concentriques, mais il y en a plus d’un. La réponse (D) nous montre quatre de ces motifs, qui pourraient être produits par un ensemble de quatre fils conducteurs de courant. Puisque dans notre scénario, nous n’avons qu’un seul fil, nous savons que cela ne représentera pas le champ créé par ce fil. Cela nous amène finalement à regarder le choix (E). Et ici, nous voyons en effet ce qui semble être un champ créé par un seul fil conducteur de courant. Les limailles de fer ici sont généralement alignées en anneaux concentriques autour d’un point central. Ce point pourrait représenter l’endroit où se trouve notre fil conducteur, transportant du courant vers l’écran ou hors de l’écran.

La réponse (E) est donc notre réponse finale. Cela nous montre un schéma avec des limailles de fer qui indiquent un champ magnétique formé par un fil conducteur de courant pointant vers l’écran ou hors de l’écran.

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