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Loi de Lenz

Posté par
hdiallo
09-04-24 à 08:24

Bonjour, aidez-moi svp
Problème : Un long solénoïde comportant 10 spires/cm est parcouru par un courant d'intensité 4 A. A l'intérieur du solénoïde se trouve une bobine circulaire de 5 spires d'aire 8 cm², dont l'axe fait un angle de 37⁰ avec l'axe du solénoïde.
Déterminer la valeur de la f.é.m induite moyenne si le courant augmente de 25% en 0,1 s.

Posté par
vanoise
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 10:43

Bonjour
Commence par faire un schéma soigné précisant les orientations du solénoïde et de la bobine ainsi que les vecteurs utiles.

Posté par
hdiallo
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 17:10

Loi de Lenz
Loi de Faraday : e = -\frac{d\phi }{dt}

Or la durée de la variation du flux étant trop petit (t = 0,1 s), on peut écrire :

e = \frac{\Delta\phi }{\Delta t}

La variation du flux est : \Delta\phi = \phi_f - \phi _i

position finale : = 0⁰

\phi_f = N'BS'

position finale : = 37⁰

\phi _i = N'BS'cos37°

Finalement la f.é.m devient : e = \frac {N'BS'(1-cos37°)}{\Delta t}
Avec B = 0nI'
Mais I' = 0,25I = 0,25*4 = 1 A

Quand je fais l'application numérique, je trouve

e = 10,12 \mu V

Posté par
hdiallo
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 17:56

Je vois une erreur !
Le courant augmente de 25% implique la nouvelle intensité du courant vaut :
I' = 4 + 0,25*4 = 5 A

Du coup la f.é.m moyenne est e = 40,5 V  au lieu de 10,12V

Posté par
vanoise
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 19:30

Citation :
Je vois une erreur !

Effectivement : le raisonnement de ton message du   09-04-24 à 17:10 correspondrait à une rotation de la bobine.
Sans arrondir les calculs intermédiaires, j'obtiens 40,1µV. Évidemment, il faudrait rédiger une solution complète un jour de concours ou d'examen mais je crois que tu as bien compris...

Posté par
hdiallo
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 20:34

Merci bien.
J'ai repris le calcul à plusieurs reprises, je trouve une autre valeur : e = 50,6 V. Je crois que c'est la bonne valeur, avec I = 5 A.

Ta valeur de la f.é.m correspond à I = 4 A.

Je crois qu'il y'a une erreur de raisonnement. A mon avis dans le calcul de la variation du flux, le flux initial correspond à I = 4 A et le flux final devrait correspondre à I' = 5 A. Cela n'a pas du tout été pris en compte !

Posté par
vanoise
re : Loi de Lenz 09-04-24 à 21:32

Mon calcul prend en compte une variation d'intensité de 1A en 0,1s.
Peux-tu refaire le raisonnement littéral complet ?

Posté par
hdiallo
re : Loi de Lenz 12-04-24 à 13:02

Je reprend ici

Loi de Lenz
Loi de Faraday : e = -\frac{d\phi }{dt}

Or la durée de la variation du flux étant trop petit (t = 0,1 s), on peut écrire :

e = \frac{\Delta\phi }{\Delta t}

La variation du flux est : \Delta\phi = \phi_f - \phi _i

Dans la formule du flux, seul le champ magnétique varie dû à la variation du courant. L'angle ne varie pas ; la bobine ne tourne pas !

position finale : I' = 4 + 0,25*4 = 5 A

\phi_f = N'B'S'cos37°  ; où B' = 0nI'

position initiale : I = 4 A

\phi _i = N'BS'cos37°  ; où B = 0nI

Finalement la f.é.m moyenne devient :

e = \frac {N'S'(B'-B)cos37°}{\Delta t}

Plus simplement :  e = \frac {\mu _0 nN'S'(I'-I)cos37°}{\Delta t}

Quand je fais l'application numérique, je trouve

e = 40,1 V

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