Connaître le champ magnétique

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Champs et forces 


Rappels de cours

1 Les sources de champ magnétique

La Terre, les aimants et un fil électrique parcouru par un courant sont des sources de champ magnétique. Une aiguille aimantée permet de détecter un champ magnétique, car elle subit en sa présence une action mécanique qui lui donne une orientation particulière selon sa position.

2 Le vecteur champ magnétique

À noter Le champ magnétique est un champ vectoriel .

Pour décrire un champ magnétique en un point M de l’espace, on utilise un vecteur champ magnétique B dont les caractéristiques sont les suivantes :

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son point d’application est en M ;

sa direction est celle prise par une aiguille aimantée dont le centre est placé en ce point ;

son sens va du pôle sud au pôle nord de l’aiguille aimantée ;

sa valeur est exprimée en teslas (T).

3 Les lignes de champ magnétique

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 Une ligne de champ magnétique est tangente en chacun de ses points au vecteur champ magnétique B et est orientée dans le sens de celui-ci.

 À l’extérieur d’un aimant, elle sort du pôle nord et va vers le pôle sud.

 Lorsque les lignes de champ magnétique sont parallèles le champ magnétique est uniforme.

4 Le champ magnétique terrestre

 Le champ magnétique terrestre peut être modélisé par celui d’un aimant droit placé au centre de la Terre et dont la direction est sensiblement celle de l’axe des pôles.

 Le pôle nord de l’aimant est du côté du pôle Sud géographique.

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 La valeur du champ magnétique terrestre à la surface de la Terre est de 5×105T.

Méthode

Représenter un vecteur champ magnétique

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1. Représenter sur le spectre magnétique d’un aimant en U ci-contre, le vecteur champ magnétique B aux points M, P et O sans se soucier de sa valeur (un spectre magnétique est la représentation dans un plan d’un ensemble de lignes de champ magnétique).

2. Le champ magnétique est-il uniforme ?

Solution

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1. Le vecteur champ magnétique est tangent à une ligne de champ magnétique et est orienté dans le sens de la ligne de champ.

2. Dans l’entrefer d’un aimant en U, les lignes de champ magnétique sont parallèles, donc le champ magnétique y est uniforme. En dehors de l’entrefer, le champ magnétique n’est pas uniforme puisque les lignes de champ ne sont plus parallèles.