548 Chapitre 20
Champ magnétique et ses actions
Exercice 20.2 Le prestige de l’uniforme
Méthode (20.1)
Lors d’examen IRM, il est nécessaire d’assurer une grande uniformité du champ magnétique afin
d’afficher des images avec une très bonne résolution spatiale.
Les cartes de champ magnétique proposées sur la figure ci-dessous ont été obtenues à l’aide d’un
solénoïde (à gauche) et de deux spires (à droite). Ce dernier dispositif est dans la pratique constitué
de deux bobines plates de rayon R distantes de R (bobines de Helmholtz). Ces dispositifs étant
invariants par rotation autour de l’axe (Oz), les cartes de champs sont dressées dans un plan
contenant l’axe (Oz) et dans lequel la première coordonnée cylindrique r a été algébrisée. Le demiplan r > 0 correspondant à une valeur θ 0 de la deuxième coordonnée cylindrique θ, le demi plan
r < 0 correspond à la valeur θ 0 + π de celle-ci.
−10 −8 −6 −4 −2
0
2
4
6
8
1 0
−10
−8
−6
−4
−2
0
2
4
6
8
10
z
r
−4
−2
0
2
4
−4
−2
0
2
4
z
r
Bobines de Helmholtz
1. Déterminer le signe de l’intensité du courant circulant dans les deux dispositifs, la convention
d’orientation du courant étant précisée sur la figure.
2. Identifier les zones de champ uniforme et de champ faible.
3. Quels sont les avantages et inconvénients du solénoïde par rapport aux bobines de Helmholtz ?
Exercice 20.3 Le déraillement
Méthode (20.2)
Une tige conductrice de masse m = 5,0 g et de longueur a = 5,0 cm est posée sur des rails de
Laplace alimentés par un générateur de tension continue de f.e.m E. La résistance électrique totale
du circuit est R = 4,0 Ω.
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Champ magnétique et ses actions
Exercice 20.2 Le prestige de l’uniforme
Méthode (20.1)
Lors d’examen IRM, il est nécessaire d’assurer une grande uniformité du champ magnétique afin
d’afficher des images avec une très bonne résolution spatiale.
Les cartes de champ magnétique proposées sur la figure ci-dessous ont été obtenues à l’aide d’un
solénoïde (à gauche) et de deux spires (à droite). Ce dernier dispositif est dans la pratique constitué
de deux bobines plates de rayon R distantes de R (bobines de Helmholtz). Ces dispositifs étant
invariants par rotation autour de l’axe (Oz), les cartes de champs sont dressées dans un plan
contenant l’axe (Oz) et dans lequel la première coordonnée cylindrique r a été algébrisée. Le demiplan r > 0 correspondant à une valeur θ 0 de la deuxième coordonnée cylindrique θ, le demi plan
r < 0 correspond à la valeur θ 0 + π de celle-ci.
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Bobines de Helmholtz
1. Déterminer le signe de l’intensité du courant circulant dans les deux dispositifs, la convention
d’orientation du courant étant précisée sur la figure.
2. Identifier les zones de champ uniforme et de champ faible.
3. Quels sont les avantages et inconvénients du solénoïde par rapport aux bobines de Helmholtz ?
Exercice 20.3 Le déraillement
Méthode (20.2)
Une tige conductrice de masse m = 5,0 g et de longueur a = 5,0 cm est posée sur des rails de
Laplace alimentés par un générateur de tension continue de f.e.m E. La résistance électrique totale
du circuit est R = 4,0 Ω.
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