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Vidéo question :: Détermination de la direction du courant dans une boucle conductrice se déplaçant dans un champ magnétique uniforme Physique • Troisième année secondaire

Une boucle conductrice est déplacée de sorte que la moitié de son aire se trouve dans un champ magnétique uniforme, dirigé hors du plan du schéma représenté le long de l’axe de la boucle ; après la boucle passe d’être partiellement dans le champ magnétique, à être complètement dans le champ magnétique. Le courant traverse-t-il la boucle dans le sens horaire ou antihoraire?

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Transcription de la vidéo

Une boucle conductrice est déplacée de sorte que la moitié de son aire se trouve dans un champ magnétique uniforme, dirigé hors du plan du schéma représenté le long de l’axe de la boucle. Ensuite, la boucle passe d’être partiellement dans le champ magnétique à être complètement dans le champ magnétique. Le courant traverse-t-il la boucle dans le sens horaire ou antihoraire?

La question demande quelle est la direction du courant induit dans la boucle conductrice en raison du mouvement de la boucle dans un champ magnétique uniforme. Au départ, seule la moitié de la boucle est située dans le champ magnétique, mais rappelons que la boucle se déplace. Le mouvement de la boucle dans le champ magnétique entraîne une force magnétique agissant sur les électrons libres de la boucle. Les forces sur les électrons libres agissent pour produire un mouvement net des électrons libres autour de la boucle.

La réponse à la question dépend de la direction dans laquelle les électrons libres se déplacent autour de la boucle, car la direction du courant dans la boucle est opposée à la direction du flux net des électrons libres. Lorsque les particules chargées se déplacent dans un champ magnétique, la direction du courant induit peut être déterminée en utilisant la règle de Fleming. Utilisons cette règle avec la boucle.

La direction du champ magnétique est hors du plan de l’écran. Nous voyons alors que lorsque la direction du mouvement de la boucle est vers la droite, la direction du courant induit est vers le bord inférieur de la boucle. Rappelons que la direction du mouvement des électrons libres est opposée à la direction du courant. Les électrons libres sont donc poussés vers le bord supérieur de la boucle.

Lorsque les électrons libres se déplacent vers le bord supérieur de la boucle, la concentration de charge négative est plus grande au bord supérieur de la boucle et l’est moins au bord inférieur de la boucle. La plus grande concentration de charge négative au bord supérieur de la boucle repousse les électrons libres au bord supérieur de la boucle, qui se déplacent donc vers la gauche. La plus faible concentration de charge négative au bord inférieur de la boucle attire les électrons libres au bord inférieur de la boucle, qui se déplacent donc vers la droite.

Nous voyons alors que le flux net d’électrons libres est dirigé dans le sens antihoraire. La direction du courant dans la boucle est opposée à la direction du flux net d’électrons libres. Ainsi, le courant induit dans la boucle est dans le sens horaire.

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