©Hachette Livre, H-Prépa Exercices et problèmes, Physique, MPSI-PCSI-PTSI
La photocopie non autorisée est un délit.
EXERCICES
Le champ magnétique permanent
2
443
Analyse d’un champ magnétique
Le schéma représente les lignes du champ magnétique
créé par trois fils infiniment longs, perpendiculaires au
plan du schéma, parcourus par les courants I 1 , I 2 et I 3 .
Par convention, un courant dirigé vers le lecteur est positif.
1 • Déterminer sans aucun calcul le signe de I 1 , I 2 , I 3
et celui de la somme I 1 + I 2 + I 3 .
2 • Quelle est la valeur du champ B
➞ en A et en A′ ?
3 • |I 2 | = 1 A. Calculer une valeur approchée de I 1 et de I 3 .
4 • On sait que le champ en M vaut 0,01 T. Estimer le
champ magnétique au point P .
4
d)
c)
Analyse d’un champ
Les quatre schémas représentent des lignes de champ ; on
sait, de plus, que ces champs sont parallèles au plan des
schémas et qu’ils sont invariants par translation perpendiculaire à ces schémas. Deux d’entre eux ne peuvent être
des lignes de champ magnétique ; lesquels et pourquoi ?
b)
a)
3
Conseils
En tout point de l’espace se superposent les champs
que créeraient chacun des fils pris isolément (théorème de superposition).
Près d’un fil, le champ créé par ce fil est très intense
comparé aux autres : on peut donc ignorer la contribution des autres champs au champ résultant. Loin
des fils, la distribution est équivalente à un seul fil
traversé par la somme des courants de tous les fils.
Entre ces deux domaines, le champ en un point donne
la direction de la ligne de champ. Par ailleurs les
lignes de champ obéissent aux mêmes symétries que
le champ bien évidemment.
Conseils
Quelle propriété vérifie le flux du champ magnétique
à travers une surface fermée ?
Il suffit de trouver une surface pour laquelle cette propriété n’est pas vérifiée pour que le champ ne soit pas
un champ magnétique.
Quelles surfaces choisir, sachant que le champ est
parallèle au schéma et invariant par translation perpendiculaire au schéma ?
La photocopie non autorisée est un délit.
EXERCICES
Le champ magnétique permanent
2
443
Analyse d’un champ magnétique
Le schéma représente les lignes du champ magnétique
créé par trois fils infiniment longs, perpendiculaires au
plan du schéma, parcourus par les courants I 1 , I 2 et I 3 .
Par convention, un courant dirigé vers le lecteur est positif.
1 • Déterminer sans aucun calcul le signe de I 1 , I 2 , I 3
et celui de la somme I 1 + I 2 + I 3 .
2 • Quelle est la valeur du champ B
➞ en A et en A′ ?
3 • |I 2 | = 1 A. Calculer une valeur approchée de I 1 et de I 3 .
4 • On sait que le champ en M vaut 0,01 T. Estimer le
champ magnétique au point P .
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d)
c)
Analyse d’un champ
Les quatre schémas représentent des lignes de champ ; on
sait, de plus, que ces champs sont parallèles au plan des
schémas et qu’ils sont invariants par translation perpendiculaire à ces schémas. Deux d’entre eux ne peuvent être
des lignes de champ magnétique ; lesquels et pourquoi ?
b)
a)
3
Conseils
En tout point de l’espace se superposent les champs
que créeraient chacun des fils pris isolément (théorème de superposition).
Près d’un fil, le champ créé par ce fil est très intense
comparé aux autres : on peut donc ignorer la contribution des autres champs au champ résultant. Loin
des fils, la distribution est équivalente à un seul fil
traversé par la somme des courants de tous les fils.
Entre ces deux domaines, le champ en un point donne
la direction de la ligne de champ. Par ailleurs les
lignes de champ obéissent aux mêmes symétries que
le champ bien évidemment.
Conseils
Quelle propriété vérifie le flux du champ magnétique
à travers une surface fermée ?
Il suffit de trouver une surface pour laquelle cette propriété n’est pas vérifiée pour que le champ ne soit pas
un champ magnétique.
Quelles surfaces choisir, sachant que le champ est
parallèle au schéma et invariant par translation perpendiculaire au schéma ?