Physique-Chimie TD EM 5
TD EM 5 : Induction I Les méthodes à retenir

I.1 Reconnaitre un phénomène d'induction
Table des matières
Le phénomène d'induction a lieu à deux conditions :
I Les méthodes à retenir 1  si on est en présence d'un circuit immobile plongé dans un champ
I.1 Reconnaitre un phénomène d'induction . . . . . . . . . . . 1 magnétique variable dans le temps : on parle d'induction de Neumann
I.2 Utiliser la loi de Lenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 (plaque à induction, transformateurs, etc).
I.3 Utiliser la loi de Faraday et faire un schéma électrique équi-  si on est en présence d'un circuit mobile ou qui se déforme
valent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 dans un champ magnétique indépendant du temps : on parlera
I.4 Calculer une inductance propre ou mutuelle . . . . . . . . 3 d'induction de Lorentz (moteur synchrone, haut-parleur, etc).
I.5 Analyser la conversion de puissance mécanique en puissance
électrique et vice versa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
I.6 Calculer une énergie magnétique emmagasinée . . . . . . . 4 Exemple : Deux tiges T et T identiques sont mobiles sur deux rails pa-
rallèles situés dans un→plan horizontal. Un champ magnétique permanent
1 2


II Les exercices 5 uniforme et vertical B = B u règne
− →
− en→tout point. A l'instant initial, la
II.1 Haut-parleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 tige T est animée d'une vitesse v = v u , tandis que T est immobile à
z
→
− −
II.2 Frein magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 cet instant. Est-on dans une situation d'induction?
1 x 2


II.3 Oscillateurs couplés par induction mutuelle . . . . . . . . . 7
III Le devoir maison 8
Induction près d'une ligne électrique . . . . . . . . . . . . . . . 8
La tige T étant conductrice, mobile et plongée dans un champ magnétique,
on en en présence d'une situation d'induction de Lorentz : un courant induit
2


va apparaitre dans le circuit (et donc dans les deux tiges).
I.2 Utiliser la loi de Lenz

La loi de Lenz est une loi de modération : les eets de l'induction s'opposent
aux causes qui l'ont créé. Il faut donc commencer par repérer la situation
d'induction, repérer le courant induit puis déterminer l'eet que pourra
avoir ce courant induit. De manière générale, ce courant induit pourra
dans certaines situations :
Lycée Saint Joseph Pierre Rouge - ISEN Yncréa Nimes - PSI - M. Mathian Page 1/8
Physique-Chimie TD EM 5
 modérer l'intensité du courant qui a provoqué le phénomène d'induc- I.3 Utiliser la loi de Faraday et faire un schéma élec-
tion. trique équivalent
 générer un champ magnétique qui va s'opposer au champ magnétique Les phénomènes d'induction se traduisent par la présence de courants in-
qui a provoqué le phénomène d'induction de Neumann. duits. La façon la plus simple de modéliser ce phénomène est d'ajouter
 entraîner l'apparition d'une force de Laplace qui va s'opposer au mou- un générateur idéal de tension dans la maille où se produit le courant in-
vement (ou à la déformation) du circuit qui a provoqué le phénomène duit. La tension délivrée par ce générateur est appelée force électromotrice
d'induction de Lorentz. d'induction et son expression est donnée par la loi de Faraday.
Exemple : Une tige métallique glisse sans frottements sur deux rails métal- Voici la méthode pour utiliser la loi de Faraday :
liques inclinés d'un angle α = 15 par rapport à l'horizontale. Les rails, la  On identie la situation d'induction et on identie la présence d'un
tige et la bobine d'inductance→constitue un circuit électrique qui est plongé
°
courant induit.
dans un champ magnétique B vertical et uniforme. A t = 0 on lâche la
−
 On choisit une convention d'orientation du circuit en l'indiquant clai-
barre depuis le point O'. Expliquer grâce à la loi de Lenz ce qui va se rement. Si le sens du courant est déjà indiqué, on oriente dans le sens
produire lors du mouvement de la barre. du courant.
 On oriente le courant et le vecteur élément de surface en respectant la
convention d'orientation.
 On calcule le ux −→magnétique à travers le circuit en faisant attention
à l'orientation de dS.
 On calcule la f.é.m d'induction par la loi de Faraday : e = − . dΦ
dt


Exemple : Deux tiges T et T identiques sont mobiles sans frottement
sur deux rails parallèles, séparés d'une distance d, et situés dans un→ plan
1 2


On a un conducteur mobile plongé dans un champ magnétique : on est dans horizontal. Un champ magnétique permanent uniforme et vertical B = −
une situation d'induction de Lorentz. Il va donc se produire un courant in- B→ u règne en tout point. La résistance totale du circuit est notée R. A
−
duit dans le circuit (ainsi qu'un phénomène d'auto-induction de Neumann l'instant initial, la tige T est animée d'une vitesse →
z
−
v = v→u , tandis que T
−
dans le bobine). D'après la loi de Lenz, le courant induit va provoquer l'ap- est immobile à cet instant. Déterminer la f.é.m. d'induction dans le circuit.
1 x 2


parition d'une force de Laplace sur la barre qui va s'opposer au mouvement
de ...