Courant alternatif

Matériel

• Canvas 3D « Mô hình vật lý » : spire tournant dans un champ magnétique ; glisser pour tourner
• Canvas « Quan hệ định lượng » : graphe i(t) mis à jour par les paramètres
• Curseur « Cảm ứng từ / mức » (champ magnétique / niveau), 0,10–1,00 T
• Curseur « Góc / tốc độ » (angle / vitesse), facteur 0,33–2,22
• Boutons « Tạm dừng / Chạy tiếp » (pause/reprise) par panneau ; affichage « i(t)=I₀ sin(ωt), T=2π/ω ; I efficace = I₀/√2 = … »

Protocole

1. Modifier l'amplitude via le champ magnétique

   Dans « 1. Mô hình vật lý », déplacez « Cảm ứng từ / mức » de 0,10 à 1,00 T et observez la spire et le graphe : l'amplitude I₀ est proportionnelle à B car la f.é.m. induite suit le flux. Lisez « I hiệu dụng = I₀/√2 = … » pour deux valeurs de B et vérifiez que le rapport des efficaces égale celui de B ; comparez à $I_{eff} = I_0/\sqrt{2}$.

2. Changer la pulsation

   Montez « Góc / tốc độ » : la spire tourne plus vite et le graphe « 2. Quan hệ định lượng » comprime plus de périodes — ω augmente donc $T = 2\pi/\omega$ diminue. Comptez les périodes pour deux réglages et comparez le rapport au facteur affiché (×2,00 contre ×1,00 doit doubler le nombre de périodes).

3. Figer le graphe et lire la phase

   Appuyez sur « Tạm dừng » sous le graphe pour figer i(t). Lisez i à l'instant marqué et comparez à $i = I_0\sin(\omega t)$ : quand le plan de la spire est parallèle au champ, le flux est nul mais sa dérivée maximale, donc i est maximal. « Chạy tiếp » relance l'animation.

4. Prédire et recouper

   Prédisez d'abord : doubler « Góc / tốc độ » modifie-t-il l'amplitude ou seulement la fréquence ? Comme la f.é.m. maximale $\mathcal{E}_0 = N B S \omega$, une rotation plus rapide augmente les deux. Vérifiez sur l'affichage efficace en changeant la vitesse à B fixe ; puis tabulez I₀(B) à vitesse fixe pour confirmer la linéarité.

Simulation

Histoire de l’expérience

Physiciens associés

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