i
i
i
i
i
i
i
i
c. Exprimer la valeur moyenne de
− →
F dans le temps.
d. Montrer que l’anneau décolle de la position z = 0.
e. L’anneau, ainsi libéré, admet une position d’équilibre dans le champ de pesanteur.
En supposant l’anneau horizontal, comment pourrait-on calculer son altitude, mesurée à
partir de la surface supérieure du solénoïde (on ne fera que poser l’équation permettant
ce calcul).
5.a. Citer deux autres expériences mettant en évidence la loi de Lenz, mais peut-être
moins spectaculaires que celle étudiée ci-dessus. Les interpréter en une ligne et avec un
schéma. Ces expériences nécessitent-elles de faire appel au phénomène d’auto-induction
dans l’induit ?
b. Pourrait-on observer l’expérience de Thomson en introduisant l’anneau entre deux
bobines de Helmoltz ? Pourquoi ?
Les moteurs
Exercice 31 Production d’un champ tournant (d’après agrégation chimie 2002)
O
Système
£
£
Un système (S) est constitué de deux solénoïdes identiques et coaxiaux comportant chacun N spires circulaires de rayon a et possédant
chacun une longueur £ ; leurs faces en regard
sont distantes de 2. Ils sont montés en série
de telle sorte que le courant d’alimentation
d’intensité I y circule dans le même sens.
u
O
(S')
(S)
B
C
A
i
y
x
i
i'
i'
1. Montrer que le champ au centre O du système (S) peut, en module, se mettre sous la
forme B = kI où k est un coefficient à exprimer en fonction des caractéristiques géométriques du système.
A.N. Calculer k pour £ = 7 cm, = 5 cm,
a = 3 cm, N = 800. En déduire la valeur de
B lorsque I = 4 A.
On met en place deux systèmes (S) et (S
)
identiques au précédent selon la disposition
de la figure ci-contre : les axes Oy de (S) et
Ox de (S
) sont orthogonaux et se coupent
en O, milieu commun. Chaque système a une
résistance électrique totale R et une inductance
totale L.
186
i
i
i
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c. Exprimer la valeur moyenne de
− →
F dans le temps.
d. Montrer que l’anneau décolle de la position z = 0.
e. L’anneau, ainsi libéré, admet une position d’équilibre dans le champ de pesanteur.
En supposant l’anneau horizontal, comment pourrait-on calculer son altitude, mesurée à
partir de la surface supérieure du solénoïde (on ne fera que poser l’équation permettant
ce calcul).
5.a. Citer deux autres expériences mettant en évidence la loi de Lenz, mais peut-être
moins spectaculaires que celle étudiée ci-dessus. Les interpréter en une ligne et avec un
schéma. Ces expériences nécessitent-elles de faire appel au phénomène d’auto-induction
dans l’induit ?
b. Pourrait-on observer l’expérience de Thomson en introduisant l’anneau entre deux
bobines de Helmoltz ? Pourquoi ?
Les moteurs
Exercice 31 Production d’un champ tournant (d’après agrégation chimie 2002)
O
Système
£
£
Un système (S) est constitué de deux solénoïdes identiques et coaxiaux comportant chacun N spires circulaires de rayon a et possédant
chacun une longueur £ ; leurs faces en regard
sont distantes de 2. Ils sont montés en série
de telle sorte que le courant d’alimentation
d’intensité I y circule dans le même sens.
u
O
(S')
(S)
B
C
A
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y
x
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i'
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1. Montrer que le champ au centre O du système (S) peut, en module, se mettre sous la
forme B = kI où k est un coefficient à exprimer en fonction des caractéristiques géométriques du système.
A.N. Calculer k pour £ = 7 cm, = 5 cm,
a = 3 cm, N = 800. En déduire la valeur de
B lorsque I = 4 A.
On met en place deux systèmes (S) et (S
)
identiques au précédent selon la disposition
de la figure ci-contre : les axes Oy de (S) et
Ox de (S
) sont orthogonaux et se coupent
en O, milieu commun. Chaque système a une
résistance électrique totale R et une inductance
totale L.
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