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Des supraconducteurs pour l'imagerie médicale
Bonjour , j'ai vraiment vraiment besoin d'aide ,j'ai ce problème a résoudre , mais je sais même pas comment commencer , donc si quelqu'un pouvait m'aider ça serais gentil
Un champ magnétique intense
11,7 teslas , c'est la valeur du champ magnétique du futur aimant Iseult qui rejoindra en 2012 NeuroSpin centre de neuro-imagerie situé au CEAa Saclay .Objectif étudier mieux diagnostiquer et traiter des maladies .
Le solénoïde : une bobine longue
Le passage d'un courant électrique d'intensité / dans un solénoide (bobine longue) contenant n spires circulaires par mètre , crée au centre du solenoide un champ magnétique B, pratiquement uniforme et parallèle a l'axe et de valeur B=4
10-7.n.I avec B en tesla et I en Ampère
La résistance R d'un fil métallique de longueur l , de section s et de résistivité 
est donnée par la relation R= .l/s , avec R en ohm , l en métre s en mètre carré et en ohm-mètre
Un conducteur de résistance R parcouru par un courant électrique d'intensité I s'échauffe (effet Joule) et reçoit une puissance électrique P telle que P=R.I², Avec P en watt (W),R en ohm et I en ampère
Lorsque la temperature d'un corp de masse m et de capacité thermique massique c varie de 
,l'énergie thermique mise en jeu vaut E= m.c. avec E en joule ,m en kilogramme (kg) c en J. kg-1.°C-1 et en (°C).
Le cuivre un conducteur électrique
Le cuivre ,bon conducteur électrique est, souvent utilisé pour fabriquer des bobines magnétiques.Les caractéristique physiques de ce métal sont les suivantes:
Masse volumique:
=8,92 x103 kg.m-3
capacité thermique massique : c=390 J.kg-1.°C-1
résistivité électrique : = 1,7 x 10-8
.m; température de fusion :fus = 1083°C
Problème
Peut on réaliser un champ magnétique B de 11.7T à l'aide d'un solénoïde de diamètre D=1.00m ; de longueur L=1.00m et formé par l'enroulement d'une seule rangée de spires jointives en cuivre recouvert d'un film isolant ?
Le fil de cuivre a un diamètre d=1.00mm et in néglige l'épaisseur de film isolant.
Bonjour,
Quelle serait l'intensité du courant électrique nécessaire ?
Note : revois la relation entre l'intensité du champ, le nombre de spires par mètre et l'intensité : elle est fausse.
Bonjour ,
Je pense qu'il manque π à ta formule emmaprout.
J'ai un petit soucis pour calculer S , je trouve π * d² est-ce cela ?
J'ai un également problème pour calculer l'énergie thermique mise en jeu... Dans la formule on nous demande d'utiliser Δθ , alors que dans l'énoncé , nous avons uniquement la température de fusion , comment dois-je faire pour passer de la température de fusion à Δθ ?
Euuh , ah non c'est de rayon r donc je dois divisé d par 2 . Donc je dois trouver π*(d/2)² donc π * d² /4 ?
Par contre , pour l'energie thermique mise en jeu , comment dois-je faire pour calculer Δθ sachant que j'ai uniquement θ(fusion)
J'ai également calculé R , j'ai trouvé R=68 ohm , puis grâce à cela j'ai calculé P et j'ai trouvé P=5.89 * 10^9 W . Mais je suis bloqué pour calculer l'energie ...
"Bah" je ne vois pas que tu l'avais posté.
Oui, il faudrait une intensité d'environ 9 310 ampères
Quelle serait la résistance électrique R du fil de cuivre nécessaire pour ce solénoïde ?
Je découvre ton message de 10 h 45
D'accord avec ces deux résultats
Résistance du fil : R = 68
Puissance délivrée par effet joule : P = 5,9.109 watts
Pour passer à l'énergie il va falloir que tu décides d'une durée de fonctionnement. Quelle durée choisis-tu ?
Je prend la formule de l'énergie thermique mise en jeu , et j'essaie de l'utilisé.
Je trouve que m = 22.00 kg.
Par contre , pour trouvé la durée nécessaire , je devrais divisé l'energie par la puissance si je ne me trompe pas donc Δt = E / P.
Mais pour trouvé E , j'en reviens à mon problème , il me faut Δθ sachant que j'ai uniquement θfus
D'accord pour les 22 kilogrammes de cuivre.
Quelle énergie est nécessaire pour fondre 22 kilogrammes de cuivre ? (pour passer de la température ambiante à la température de fusion)
E= 22 * 390 * Δθ
Sachant que Δθ = θfusion - la température ambiante
Δθ= 1083 - la température ambiante.
Dans l'énoncé , il n'est pas précisé la température ambiante ... Comment dois-je la trouver ?
C'est la température dans le laboratoire où se fait l'expérience (avant de faire l'expérience 
) ; à ton avis ?
On peut admettre que la température ambiante du laboratoire est de 20 °C .
Je trouve donc que E = 9.12 * 10^6 J
J'en déduis que Δt = E / P = 1.54 ms.
Comment dois- je interpréter ce résultat ?
Résultat parfait.
Sincèrement, je souhaite que tu donnes une interprétation.
La physique ne se résume pas à des exercices de mathématiques appliquées. Tu calcules très bien. Mais quelle est ton interprétation ?
Avec ce résultat , j'en déduis qu'il faut 1.54 ms pour atteindre la température de fusion du cuivre , par conséquent il est impossible de réaliser un champ magnétique de 11.7 T à long terme à l'aide d'un solénoïde formé par l'enroulement d'une seule rangée de spires jointives en cuivre recouvert d'un film isolant ... C'est cela ?
Mais oui !
On a à peine mis le courant (une milliseconde et demie, c'est vraiment très peu) que le solénoïde est détruit.
Tu as bien travaillé. Tu dois pouvoir faire une rédaction parfaite de cet exercice.
Je viens de voir ton message , je te remercie de ton aide Coll tu m'as bien aidé Bonne journée et merci encore
À noter que "mettre le courant" signifie imposer une différence de potentiel de plus de 600 kV aux bornes du solénoïde... Un beau feu d'artifice en perspective !
__________
Je t'en prie et à une prochaine fois !
Bonjour tout le monde, excusez moi, est ce que vous pouvez détailler les calculs car quand je lai fait moi même je ne trouve pas les même résultats.
Ce serait vraiment gentil.
MErci
Bonsoir,
Mais je t'en prie...
Tu peux poster, un par un, tes résultats en expliquant ce que tu as cherché et ce que tu as fait et je pourrai alors te dire si je suis d'accord ou non.
Bonjour,
j'ai besoin de votre aide, je n'arrive pas à démarrer ce problème pouvais vous m'aiguiller svp. Je ne comprend pas les différents résultats trouvé au par avant !
Merci
Bonjour,
Pour calculer R par quoi il faut remplacer l et s ?
et pour trouver P par quoi il faut remplacer I^2 ?
Merci
Bonjour,
L'énoncé te donne les dimensions du solénoïde et le diamètre du fil de cuivre.
Tu as tout ce qui est nécessaire.
Salut coll tu a l'air de t'y connaître alors dans l'ensemble je comprend mais y a des moments .. Pour I ca va par contre pour R j'ai p mais l la longueur du fil est donné par quelle relation ? Quand a s en mètre carré je comprend pas ce que c'est en fait ?
Bonjour,
Si on note r le rayon du solénoïde et n le nombre de spires, alors oui l = n 2
r
Mais que vaut le nombre de spires n ?
Ensuite je fais le calcul de R et je trouve 68 ohm ! à partir de là je calcule P qui vaut R x I^2 et ca donne donc : 5.9 x 10^9 W !
Ensuite c'est la que j'ai pas bien compris : c'est quoi la relation entre la masse et la masse volumique du cuivre ? :/
Oui.
Notations traditionnelles :
(lettre grecque "rho") : masse volumique
m : masse
v : volume
= m / v
Et du coup comme v = A x h avec A l'aire du cercle de fil de cuivre et h sa hauteur qui vaut 1000 pi je trouve la bonne masse ! Le reste j'ai compris 
merci beaucoup cool !
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