Une spire circulaire
(diamètre D), d’axe de symétrie de révolution vertical Oz, est
parcourue par un courant électrique
stationnaire d’intensité I comme indiqué ci-dessous.
1. Quelles sont les
affirmations exactes ?
A) La spire, parcourue
par ce courant électrique, est source d’un champ magnétique.
Vrai.
B) La spire, parcourue
par ce courant électrique, est source d’un champ électrique.
C) Le champ
magnétique est une grandeur non vectorielle.
D) La valeur d’un
champ magnétique se mesure en tesla (T).
Vrai.
2. La spire fait partie d’une bobine de longueur L= 2 m, assimilée à un solénoïde infini, formé de 500 spires circulaires
jointives identiques par unité de longueur. Ces dernières sont parcourues par un courant électrique stationnaire
d’intensité I = 100 mA. Quelle est la valeur approximative de la norme du champ magnétique, en un point de l’axe de
la bobine, lequel est donné par l’expression B=µ
0 N / L I , où 𝑁 est le nombre total de spires ? On rappelle la valeur de
µ
0= 4
p 10
-7 H. m
-1
.
A) 60 T.
B) 60 nT.
C) 60 µT.
Vrai.
D) 60 mT.
N / L = 500 spires circulaires
jointives identiques par unité de longueur.
B = 4 x3,14 10
-7 x500 x0,10 ~6,0 10
-5 T ~60 µT.
3. Que vaut approximativement le rapport entre la valeur précédente et celle du champ magnétique produit par la Terre ?
A) 10
.
B) 1
. Vrai. C) 100.
D) 10
4.
Champ magnétique terrestre 10
-5 T ~ 50 µT.
4. Même question que précédemment mais pour le rapport entre la valeur du champ magnétique sur l’axe de la bobine et
celle des champs magnétiques impliqués dans l’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) ?
A) 0,01.
B) 1.
C) 100.
D) 10
4.
Champs magnétiques impliqués dans l’IRM : quelques tesla.
10
-5 / 1 = 10
-5, aucune des réponses proposées. Répondre
E.
5. Comment s’écrit le moment magnétique de la spire circulaire ? Préciser son unité dans le système international (SI).
Le moment magnétique s'exprime en A m2. Réponse A.
6. La spire circulaire n’est plus parcourue par un courant électrique mais elle est plongée dans un champ magnétique qui
dépend du temps t. On note
F le flux du champ magnétique à travers la surface S de la spire. Quelles sont les affirmations fausses ?
A) Il apparaît aux bornes C et D de la spire une force électromotrice proportionnelle à d
F / dt.
B) La force électromotrice aux bornes C et D de la spire est proportionnelle à B
m.
C) La force électromotrice aux bornes C et D de la spire est proportionnelle à la surface de la spire.
D) La force électromotrice aux bornes C et D est proportionnelle à
w.
Flux
F = B S = B
m S sin (
wt).
e = - d
F /dt = -B
m S
w cos (
wt).
Toutes les affirmations sont exactes. Répondre
E.