Électromagnétisme : champ magnétique et induction — Terminale D

Terminale Physique-Chimie Électromagnétisme: champ magnétique et induction

Champ magnétique et force de Laplace — Terminale D

L'électromagnétisme relie l'électricité et le magnétisme : un courant électrique crée un champ magnétique, et un champ magnétique exerce une force sur un courant. C'est le principe des moteurs électriques et des haut-parleurs que tu utilises chaque jour. À Madagascar, comprendre ce phénomène aide à saisir le fonctionnement des alternateurs des centrales hydroélectriques d'Antsirabe.

Force de Laplace : force qui s'exerce sur un conducteur de longueur L parcouru par un courant I et placé dans un champ magnétique B. Son intensité vaut F = B × I × L × sinα, où α est l'angle entre le courant et le champ.
Exemple

Ravo, élève à Antananarivo, place un fil de longueur L = 0,10 m parcouru par un courant I = 2 A perpendiculairement (α = 90°) à un champ B = 0,5 T. La force vaut F = 0,5 × 2 × 0,10 × sin90° = 0,1 N.

Courant I →B sortantForce Fconducteur

Force de Laplace F (verte) sur un conducteur parcouru par I (bleu) dans un champ B (rouge, sortant).

À retenir

  1. Un courant placé dans un champ magnétique subit la force de Laplace : F = B × I × L × sinα.
  2. Les unités : F en newtons (N), B en teslas (T), I en ampères (A), L en mètres (m).
  3. Le sens de la force se trouve avec la règle des trois doigts de la main droite (I, B, F mutuellement perpendiculaires si α = 90°).

Exercice d'exemple

Exercice : Soa fait passer un courant I = 3 A dans un fil de longueur L = 0,20 m placé perpendiculairement à un champ magnétique B = 0,4 T. Calcule l'intensité de la force de Laplace.
Voir la correction

Comme α = 90°, sin90° = 1. Donc F = B × I × L = 0,4 × 3 × 0,20 = 0,24 N.

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