Champs et forces magnétiques — Physique, 14–17 ans
Les aimants et les courants électriques peuvent exercer des forces sans contact. Un champ magnétique indique où ces effets agissent, et l'effet moteur explique comment un fil parcouru par un courant peut se déplacer dans un champ.
Un champ et l'effet moteur
Un champ magnétique est une région où un aimant ou une charge en mouvement peut subir une force magnétique. Lorsqu'un courant traverse un fil placé dans un champ, le fil peut être poussé de côté. La force est maximale quand le fil et le champ sont perpendiculaires, et sa direction dépend des deux.
Pourquoi les champs ont été introduits
Les aimants semblaient agir à travers l'espace vide, ce qui rendait incomplète l'idée de forces uniquement par contact. La notion de champ attribue une intensité et une direction à chaque point de l'espace, afin de prévoir ce qui se passera avant d'y placer un fil ou un aimant. Les expériences avec des boussoles et des courants ont révélé le lien entre électricité et magnétisme.
La force sur un fil
Un fil de 0,20 m est parcouru par 3,0 A à angle droit dans un champ magnétique de 0,50 T. On utilise F = BIL. Donc F = 0,50 × 3,0 × 0,20 = 0,30 N. Si le fil était parallèle au champ, l'angle supprimerait cette force latérale au lieu de donner sa valeur maximale.
L'erreur fréquente
On peut facilement penser que tout fil parcouru par un courant est poussé par un aimant. La condition est plus précise: le fil doit être dans un champ magnétique et, s'il lui est parallèle, aucune force latérale n'apparaît. L'erreur est compréhensible car le courant et l'aimant sont présents, mais la direction compte autant que l'intensité.
Où cela s'utilise
Un moteur électrique utilise cette force sur des bobines parcourues par un courant pour transformer l'énergie électrique en rotation. Les haut-parleurs utilisent une bobine mobile apparentée pour faire vibrer un cône et produire un son. Les moteurs ont aussi besoin de systèmes qui entretiennent la rotation: un seul fil n'est que le principe de départ.
Continue d'explorer
Autres langues
Chargement de MyLeoNes™…