Circuits rectilignes perpendiculaires aux lignes de champ
Attention :
La balance de précision est fragile. Ne pas mettre de masses lourdes dessus.
Vous disposez de circuits rectilignes numérotés sur des plaquettes. Les longueurs sont indiquées sur le tableau suivant :
Ref : | SF40 | SF37 | SF39 | SF38 | SF41 | SF42 |
L(cm) | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
L'aimant est placé sur la balance de précision. Les pôles Nord et Sud sont repérés respectivement par la couleur rouge et blanche. L'aimant possède une masse propre M0.
La partie horizontale du circuit est ensuite placée dans l'entrefer de l'aimant (voir Figure ci-dessous)
Lorsque le courant circule dans le circuit, la force de Laplace vient s'ajouter au poids de l'aimant et une masse fictive
est mesurée.
Protocole expérimental :
1- Rappeler la différence entre poids P et masse M d'un objet.
2- Donner la relation entre la variation de masse M mesurée sur la balance et l'intensité de la force de Laplace
.
3- Si M est positif, dans quel sens est la force de Laplace (vers le haut ou vers le bas) ?
4- Placer l'aimant sur la balance.
5- Placer le circuit à étudier sur le porte échantillons et positionner le circuit de telle sorte que celui-ci soit dans l'entrefer de l'aimant. Attention à ne pas toucher l'aimant avec le circuit.
6- Faire la tare sur la balance en l'absence de courant (on fera la tare lorsque le circuit est dans l'entrefer de l'aimant car le métal qui le compose est légèrement magnétique, ce qui entraîne une légère variation de poids sur la balance).
7- Régler le courant I à 3 A et mesurer M.
8- En déduire la force de Laplace pour les différents circuits et remplir le tableau ci-dessous (on prendra soin d'effectuer la tare entre chaque changement de circuit):
Circuit n° : |
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SF40 | ||
SF37 | ||
SF39 | ||
SF38 | ||
SF41 | ||
SF42 |
9- Tracer la courbe
. Commenter cette courbe.
10- Mesurer la pente de la droite et déterminer la valeur du champ magnétique B présent dans l'entrefer de l'aimant. Expliquer.
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11- Utilisez le circuit de longueur 8 cm.
12- Tarer la balance.
13- Faire varier le courant I entre 0 et 3 A et mesurer la force de Laplace s'exerçant sur le circuit.
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0 | ||
0,5 | ||
1 | ||
1,5 | ||
2 | ||
2,5 | ||
3 |
14- Tracer la courbe
. Conclusions?
15- Mesurer la pente de la droite et en déduire la valeur du champ magnétique dans l'entrefer de l'aimant.
16- Comparer cette valeur à celle trouvée précédemment.
17- Avec le même circuit, inverser l'aimant (prendre soin de tarer la balance), et mesurer la force de Laplace pour un courant I de 3 A.
18- Commenter.
