Électricité et magnétisme

Induction électromagnétique, loi de Faraday–Lenz

Une f.é.m. induite apparaît quand le flux magnétique varie : $\\mathcal E=-N\,\,d\Phi_B/dt$.

Une f.é.m. induite apparaît quand le flux magnétique varie : $\\mathcal E=-N\,\,d\Phi_B/dt$.

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Pour une boucle plane dans un champ uniforme, $\Phi_B=BA\cos\theta$, où $\theta$ est l’angle entre la normale et $\vec B$. Pour $N$ spires, la loi de Faraday donne $\\mathcal E=-N\,\,d\Phi_B/dt$. Le signe moins traduit la loi de Lenz : le champ du courant induit s’oppose à la variation du flux qui l’a créé.

Pour une spire dans un champ uniforme, le flux magnétique vaut $\Phi_B=BA\cos\theta$. Une f.é.m. peut donc être induite en modifiant $B$, la surface de la spire ou l’angle entre sa normale et le champ. Dans un générateur, la rotation de la bobine fait varier le flux périodiquement. Le signe moins de la loi de Faraday–Lenz ne réduit pas la valeur de la f.é.m. ; il encode un sens tel que le champ créé par le courant induit s’oppose à la variation qui l’a produit.

Le flux se mesure en webers (Wb) et la f.é.m. en volts. Pour une bobine de $N$ spires, si le flux par spire diminue de $3.0\times10^{-3}$ Wb en $0.10$ s, la valeur moyenne de la f.é.m. est $N|\Delta\Phi_B|/\Delta t$. Déterminez séparément le sens du courant avec la règle de la main droite, après avoir établi s’il doit s’opposer à une augmentation ou à une diminution du flux.

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