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Électromagnétisme

Électromagnétisme. SCP4011-2. L’électromagnétisme. Aimant et champ magnétique. Courant et champ magnétique. Électro-aimants. Exemples d’utilisation des électro-aimants. C’est quoi le magnétisme?. Phénomène d’interaction à distance Force invisible qui attire ou repousse

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Électromagnétisme

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Presentation Transcript

  1. Électromagnétisme SCP4011-2

  2. L’électromagnétisme • Aimant et champ magnétique. • Courant et champ magnétique. • Électro-aimants. • Exemples d’utilisation des électro-aimants.

  3. C’est quoi le magnétisme? • Phénomène d’interaction à distance • Force invisible qui attire ou repousse • Il existe de façon naturelle autour de la magnétite : • l’oxyde de fer Fe3O4 • c’est l’aimant naturel et si on le frotte sur de l’acier, celui-ci acquiert les mêmes propriétés. • Les aimants attirent le fer, le nickel, le cobalt et le chrome.

  4. Moment magnétique de l’électron appelé spin Origine atomique du magnétisme (Hors programme SCP4011) • Chaque électron est un petit aimant • Les électrons ont tendances à s’associer deux à deux avec un magnétisme contraire. • Ce qui annule l’effet magnétique dans la matière. • Lorsque plusieurs électrons de la dernière couche ont un magnétisme dans le même sens, comme ceux de l’ion de fer dans la magnétite, alors nous avons un aimant. Pour en savoir plus http://www.sciencetech.technomuses.ca/francais/schoolzone/basesuraimant.cfm#whatare

  5. S N lignes de lignes de champ magn champ magn é é tique tique Champ magnétique • C’est la région de l’espace où l’aimant exerce son influence. • Dans son champ magnétique un aimant exerce une force plus ou moins grande sur d’autres masses magnétiques. • Les lignes de force d’un champ magnétique peuvent se voir en mettant de la limaille de fer près d’un aimant. Images tirées d’un diaporama de Julien Bok LPS-ESPCI LMPQ-Paris7

  6. P S N Intensité du champ magnétique(Hors programme SCP4011) • C’est une force qui s’exerce sur une masse magnétique en un point du champ. • L’influence du champ varie d’un point à l’autre du champ. • L’intensité se mesure en oersted (Oe) du physicien danois Oersted (l777-1851)

  7. S N Pôles • Ils se situent aux extrémités d’un aimant • Le pôle attiré vers le nord terrestre est un pôle nord. • Le pôle attiré vers le sud terrestre est un pôle sud. • Les lignes de champ sortent du pôle nord et entrent par le pôle sud d’un aimant.

  8. S N S N Aiguille d ’une boussole L’aiguille aimantée d’une boussole s’aligne sur les lignes du champ magnétique.

  9. La terre est un gros aimant Le pôle nord géographique est donc un pôle sud magnétique et le pôle sud est un pôle nord magnétique. Image tirée d’un diaporama de Julien Bok LPS-ESPCI LMPQ-Paris 7 Boussole: Le pôle nord de l’aiguille de la boussole s’oriente vers le pôle nord géographique de la terre. Pour en savoir plus sur la boussole cliquez http://fr.wikipedia.org/wiki/Boussole

  10. Aimants Les lignes de champ sont responsables des forces qui s’exercent entre 2 aimants Attraction S N S N Répulsion S N N S

  11. Lignes de champ Lorsque les pôles opposés d'un aimant sont rapprochés, les lignes dechamp s'épousent et les aimants s'attirent ensemble. Lorsque les mêmes pôles d'un aimant sont rapprochés, les lignes de champs'éloignent les unes des autres et les aimants se repoussent mutuellement. http://www.sciencetech.technomuses.ca/francais/schoolzone/basesuraimant.cfm#rule

  12. Effet magnétique du courant • Un courant électrique crée autour de lui un champ magnétique. (Oersted 1820) • Il agit donc comme un aimant. • L’aiguille d’une boussole peut nous indiquer le sens des lignes de champ produites par le courant qui passe dans un fil.

  13. Courant et champ magnétique Rappel: Les lignes entrent par le sud et sortent du nord Les flèches noires indique le sens du courant dans le fil. Un peu plus http://labo.ntic.org/ph11f/mfwire_f.html

  14. Visualisation du champ magnétiqueautour d’un fil conducteur Configuration de la limaille autour d’un conducteur rectiligne http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/83/Le_champ_magnetique.ppt

  15. Donc • Lorsqu’un courant électrique traverse un fil il crée un champ magnétique autour de lui. • Ce champ est orienté selon la règle de la main droite. • Si l'on tient le conducteur dans la main droite, le pouce orienté dans le sens du courant, les doigts pointeront dans le sens des lignes du champ.

  16. Boucle • Si un fil parcouru par un courant est tourné en forme de boucle…

  17. Boucle • Si un fil parcouru par un courant est tourné en forme de boucle… • Les lignes de champ vont entrer par une face de la boucle et sortir par l’autre.

  18. Visualisation du champ magnétique Champ magnétique entourant une boucle de courant circulaire http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/83/Le_champ_magnetique.ppt

  19. S N Boucle (suite) • Comme pour un aimant, la face de la boucle où les lignes de champ entrent sera un pôle sud. • La face où ces lignes sortent sera un pôle nord.

  20. Bobine • Si nous enroulons un fil, nous obtenons une bobine formée de plusieurs boucles. • Une bobine enroulée régulièrement s’appelle un solénoïde.

  21. Champ magnétique dans une bobine Les lignes de champ de chacune des boucles s’additionnent http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/83/Le_champ_magnetique.ppt

  22. Électro-aimant • Un solénoïde parcouru par un courant devient un électro-aimant. • Il se comporte comme un aimant. • Les lignes de champ entrent par le pôle sud et sortent du pôle nord. http://www2.fsg.ulaval.ca/opus/scphys4/resumes/22b.shtml

  23. Identification des pôles d’un électro-aimant (méthode différente de celle vue dans le cahier sofad scp4011) • Règle de la main droite: • On enroule les doigts autour de la bobine dans le sens du courant. • Le pouce indique alors le pôle nord. • Pour trouver le sens du courant on place le pouce vers le pôle nord, les doigts indique alors le sens du courant. http://membres.lycos.fr/electrotechcity/magnelec/electrom.htm

  24. Quelques exemples d’utilisations • Comme aimant puissant pour soulever des poids lourds ou amarrer des bateaux. • Dans un haut-parleur pour créer un mouvement de va et vient. • Trains à lévitation magnétique. • Imagerie par résonance magnétique. • Stockage d’information en informatique. • Dans un moteur électrique. • Dans un générateur. Les deux derniers exemples seront étudiés dans un prochain diaporama sur l’induction électromagnétique

  25. 4 – Applications du magnétisme AMARRAGE PAR ELECTRO-AIMANTS GEANTS http://www.afcan.org/dossiers_techniques/amarrage.html Railway Technical Research Institute

  26. Petit test • En cliquant sur le lien tu auras accès à un test en ligne sur le magnétisme. http://public.sogetel.net/rthibaudeau/hot_magnetisme/magnetisme_p1.htm

  27. Fin Par Florent Martin Centre l’Escale flmartin@csdraveurs.qc.ca Mai 2006

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