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Tp 2 : Vérification de la loi de Biot et Savart
Bobines de Helmoltz

A) But :
* Déterminer la perméabilité magnétique du vide
* Vérifier la loi de Biot et Savart pour une bobine plate
* Déterminer le champ magnétique de deux bobines

B) Montage expérimental :

Composants du montage :

Le montage expérimental possède :

* un boîtier d'acquisition des données orphyUSB

* Sonde à effet Hall : 2 calibres au choix : +/-4mT;+/- 40 m T. Précision : 15%

* B = 4,7.10"5 T (champ magnétiqueterrestre à Paris)

* Solénoïde 800 spires/m

* Imax = 0 A

* Générateur de courant Imax = 3 A

* Bobines de Helmholtz

* Bobines : 100 ou 160 spires chaque (Voir modèle)

* Diamètre moyen 125 mm

* Imax ~~ 3 A

Explication :

Lemontage comporte un solénoïde, une ou deuxbobines plates alimenté par un générateur de courant, et une sonde à effet « Hall » permettant la mesure du champ magnétique. On utilisera « orphylab » et « Excel ».

Pour changer le calibre de la sonde à effet « Hall », cliquez sur la valeur affichée par la sonde.

C) Détermination de la perméabilité du vide :

Question 1 : Faire un schéma dumontage ?

* Schématisation du montage expérimental permettant de déterminer la variation du champ magnétique en fonction de l’intensité, donnant ainsi la perméabilité du vide :

Affichage de la tension Affichage de l’intensité

Réglage de l’intensité
Bobine d’Helmholtz
Borne négative Borne positiveRéglage de la tension

Question 2 : Déterminer le champ magnétique sur l’axe d’un solénoïde (on pourra se mettre au centre du solénoïde) et faire varier l’intensité du courant ? Faire un tableau et tracer le champ magnétique en fonction de « I » variant de 0 à 3 Ampères par « pas » de 0,5 Ampères ?
* Tableauexprimant la variation des valeurs du champ magnétique, de l’intensité « I » par « pas » de 0,5 Ampères :
Intensité I (A) | Champ magnétique B mesuré(mT) | Champ magnétique B corrigé Bc (mT) |
0,00 | -0,10 | 0,00 |
0,50 | 0,40 | 0,50 |
1,00 | 0,80 | 0,90 |
1,50 | 1,30 | 1,40 |
2,00 | 1,80 | 1,90 |
2,50 | 2,20 | 2,30 |
3,00 | 2,70 | 2,80 |

* Graphique représentant le champmagnétique « Bc » en « mT » en fonction de l’intensité « I » en « Ampère » :

Commentaire :
Nous pouvons observer que le graphique représentant le champ magnétique « Bc » en fonction de l’intensité « I », nous donne une droite linéaire et proportionnelle en fonction de l’augmentation de la valeur de l’intensité.
Le champ magnétique augmente de manière exponentielle et proportionnelle en fonction del’augmentation de l’intensité, car cela se réfère à ce qui se passe physiquement dans la réalité :
1) Sachant que la formule du calcul du champ magnétique « B » en X=0 est de B=µo*I2*Ril dépend donc de la variation d’intensité dans le système. Ce qui veut dire plus précisément, que la valeur du champ magnétique va varier dans le sens positif ou négatif en fonction de l’augmentation ou de ladiminution de la valeur de l’intensité « I ». En effet, plus l’intensité d’un système augmente et plus il crée de la chaleur. Plus il crée de la chaleur, et plus la vitesse d’intensité du flux d’électrons augmente, et plus la puissance du système va augmenter proportionnellement. Ainsi, la quantité d’énergie va augmenter à des vitesses plus ou moins variables, générant ainsi, une augmentation dechamp électrique et magnétique. Cette augmentation s’exprime sous la forme d’une droite linéaire et proportionnelle en fonction de l’augmentation de l’intensité au sein du montage expérimentale à partir de la bobine d’Helmholtz

2) Cependant, si l’intensité diminuait (à des vitesses plus ou moins variables), cela occasionnerais forcément une diminution du débit d’électrons circulant dans...
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