Une bobine circulaire PQ de résistance R2 = 8 ohms
comportant N2 = 50 spires de diamètre d2 = 5 cm est placée
comme indiqué sur la figure à l’intérieur d’un solénoïde de
longueur l1 = 50 cm, comportant N1 = 1000 spires. L’axe de la
bobine est parallèle à celui du solénoïde.
5.1. Un générateur de courant continu débite un courant d’intensité I = 4 A à travers le solénoïde. Déterminer alors les caractéristiques du champ magnétique créé à l’intérieur du solénoïde et représenter ce vecteur sur un schéma. (01 point)
On donne : perméabilité du vide : =
5.2. Sans modifier le circuit, on réunit les extrémités P et Q de la bobine, puis on ouvre l’interrupteur K.
5.2.1. Justifier le passage d’un courant induit dans la bobine PQ pendant l’ouverture du circuit et préciser son sens sur un schéma (le sens positif d’orientation de PQ est indiqué sur le schéma du montage). . (0,75 point)
5.2.2. Calculer la quantité d’électricité induite qui traverse la bobine PQ. (0,50 point)
5.3. Le générateur linéaire est remplacé par un générateur basse fréquence qui délire une intensité variable i = 5 sin , expression où i est exprimée en ampère et t en seconde.
5.3.1. Montrer que l’expression de la f.e.m d’induction qui apparaît dans la bobine est
, relation où
est la dérivée par rapport au temps de l’intensité i du courant (0,50 point)
5.3.2. On sépare les bornes P et Q de la bobine puis on relie la borne Q à la masse d’un oscilloscope, la borne P à la voie de déviation verticale YY’ afin de visualiser la tension UPQ.
Représenter la courbe observée sur l’écran en tenant compte des données ci-après : (0,75 point)
- largeur de l’écran : 10 cm balayage horizontal : 5 ms/cm
- hauteur de l’écran : 08 cm sensibilité verticale : 0,2 V/cm.
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