Induction électromagnétique (Bases du transformateur)

2.1.2 Calcul préliminaire

Donner l'expression de la f.e.m. induite aux bornes d'un circuit de surface comportant spires soumis au champ magnétique créé par le solénoïde parcouru par un courant .

2.1.3 Détermination de la caractéristique du solénoïde

L'objectif consiste à:

• déterminer le nombre de spires du solénoïde,

• mesurer l'évolution de le f.e.m. en fonction de la fréquence.

Protocole expérimental

1. Brancher le solénoïde en série avec le générateur basses fréquences et un ampèremètre numérique.

2. Fixer le courant à 30mA efficaces.

3. Sélectionner les bobines de diamètre = 41mm.

4. Pour chaque bobine, faire varier la fréquence entre 0.5 kHz et 5 kHz et noter la f.e.m. induite.

   Fréquence f (kHz)	f.e.m (V) Bobine 1	f.e.m (V) Bobine 2	f.e.m (V) Bobine 3
   0,5
   1
   1,5
   2
   2,5
   3
   3,5
   4
   4,5
   5

5. Tracer sur le même graphique les 3 courbes .

6. Mesurer les pentes et en déduire le nombre de tours moyen par mètre du solénoïde.

   On prendra pour la valeur théorique usi.

   Mesures	Valeurs
   Mesure 1
   Mesure 2
   Mesure 3
   Moyenne

2.1.4 Détermination de la section transverse d'une bobine

Choisir la bobine de 300 tours et de diamètre inconnu.

1. Fixer la fréquence à 2 kHz.

2. Relever la tension efficace aux bornes de la bobine en fonction de l'intensité efficace dans le circuit primaire. Prendre au moins 10 valeurs.

   Intensité efficace	f.e.m (V)
   10
   20
   30
   40
   50
   60
   70
   80
   90
   100

3. Représenter ces points sur une courbe.

4. Déterminer le diamètre D de la bobine inconnue.

   diamètre (mm) D

2.1.5 Détermination du nombre de spires des bobines inconnues

Choisir maintenant les 3 bobines de diamètre 26 mm.

Fixer la fréquence à 2 kHz.

Pour chaque bobine, déterminer 10 couples de points (tension efficace, intensité efficace). Remplir un tableau identique au précédent.

3- Tracer ces points sur une courbe.

4- Pour chaque bobine, déterminer le nombre de spires (le nombre de tours).

2.1.6 Détermination du flux magnétique

On se propose maintenant de faire une étude en fonction du flux magnétique dans chaque bobine.

1. Fixer la fréquence à 2 kHz et le courant à 30 mA.

2. Pour chaque bobine, calculer le flux du champ magnétique.

3. Mesurer la f.e.m. induite efficace dans chaque bobine.

4. Tracer la courbe f.e.m.=f( ).

Conclusion ?