Identifier les pôles magnétiques

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Fiches
Classe(s) : Séries tertiaires - Séries industrielles | Thème(s) : Caractériser un champ magnétique (1re)

A Sur un aimant

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Aiguille aimantée

Tout aimant possède un pôle nord et un pôle sud. Sur les aiguilles aimantées, le pôle nord est indiqué en rouge.

Si l’aimant n’est pas repéré, on peut identifier les pôles en utilisant une aiguille aimantée ou un aimant de polarité connue, sachant que :

les pôles de même nature (N-N ou S-S) se repoussent ;

les pôles de natures différentes (N-S ou S-N) s’attirent.

Une autre façon de procéder est d’utiliser le champ magnétique terrestre : en effet, si l’aimant peut tourner librement, par exemple en étant attaché à un fil, son pôle nord s’oriente naturellement vers le pôle nord terrestre. En utilisant une boussole pour déterminer la direction du nord et du sud, on peut déduire la nature des pôles de l’aimant.

B Sur une bobine

aExpérimentalement

Définition

Une bobine, ou solénoïde, est un enroulement de fil conducteur sur un cylindre de rayon r.

On réalise le circuit ci-contre. Le rhéostat est une résistance électrique réglable qui permet de limiter l’intensité du courant I dans la bobine : on s’assure que I max (valeur maximale autorisée pour la bobine, indiquée sur la plaque de celle-ci) à l’aide de l’ampèremètre.

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Attention

Les résultats dépendent du sens d’enroulement des spires.

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On ferme l’interrupteur K. On observe que l’un des pôles de l’aiguille aimantée s’oriente vers l’extrémité de la bobine qui lui fait face.

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On ouvre l’interrupteur, on inverse les fils de l’alimentation et on referme l’interrupteur K. On observe c’est le pôle opposé de l’aiguille aimantée qui est désormais orienté vers la face de la bobine.

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On conclut de cette expérience qu’une bobine parcourue par un courant électrique crée un champ magnétique en son voisinage. Il se crée alors une face nord et une face sud sur la bobine, analogues aux pôles d’un aimant. Leur orientation dépend du sens du courant qui la parcourt.

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bLes règles d’identification des pôles d’une bobine

La règle des « 2 faces » : on observe la face de la bobine. Suivant le sens du courant dans les spires de la bobine, il se dessine un « N » ou un « S » pour les faces nord ou sud.

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La règle de la « main droite » : on place la main droite de telle sorte que les doigts s’enroulent sur la bobine dans le sens du courant électrique. Le pouce indique alors la face nord de la bobine, ainsi que le sens du champ magnétique.

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La règle du « tire-bouchon » : on présente un tire-bouchon devant une face de la bobine, en tournant dans le sens de circulation du courant. Si le tire-bouchon s’enfonce (ou visse), la face est le sud. Si le tire-bouchon ressort (ou dévisse), la face est le nord.

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