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Niveau maths sup
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magnétisme

Posté par
yeahshow66
01-12-16 à 17:48

Coucou tout le monde je bloque ici
Un conducteur infini fixe est traversé par un courant I1  A une distance d de celui-ci se trouve une boucle fixe parcourue par un courant I2. Calculer
la force exercée par les deux corps l'un sur l'autre. Finalement,
je sais que c'est avec la definition de force magnétique et loi de biot savard mais je sais pas comment faire

Posté par
vanoise
re : magnétisme 01-12-16 à 19:35

Bonsoir
Tu ne précises pas l'orientation de la spire par rapport au fil. De plus : les sens des courants influence le caractère attractif ou répulsif des interactions. Franchement : un scan du schéma serait le bienvenu...

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 02-12-16 à 12:13

ici

magnétisme

Posté par
vanoise
re : magnétisme 02-12-16 à 13:03

Ouf la spire est rectangulaire ! Tu connais B créé par le fil en fonction de x. Calcule le flux de ce vecteur à travers une bande rectangulaire de spire de hauteur L comprise entre x et x+dx puis intègre de d  à 2d

Posté par
vanoise
re : magnétisme 02-12-16 à 13:07

Plus simple que le flux. Applique la loi de laplace aux 4 cotes de la spire

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 02-12-16 à 22:02

Je ne peux pas appliquer la loi de place car pas fait mais pour ton 1 er message tu pourrais detailler + et sur quoi tu te base ?
Merci

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 02-12-16 à 22:04

Dans le solutionnaire on a 2 force au faite une par la boucle sur le fil et une  par le fil sur la boucle

Posté par
vanoise
re : magnétisme 02-12-16 à 22:44

Principe des actions réciproques: ces deux forces sont obligatoirement de même direction, même intensité et sens opposés.

Posté par
vanoise
re : magnétisme 03-12-16 à 10:07

Tu connais B créé par I1. Tu peux donc appliquer la loi de Laplace à la spire. L'autre méthode consiste à déterminer l'énergie potentielle de la spire à partir du flux de B à travers elle puis à en déduire la force. Cette méthode est beaucoup plus compliquée.

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 03-12-16 à 22:50

J'ai compris le principe ce qu'il faut faire    mais quelle est le B crée par l1 ?

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 04-12-16 à 13:57

??

Posté par
vanoise
re : magnétisme 04-12-16 à 20:49

Citation :
quelle est le B crée par l1 ?

C'est le résultat de cours le plus élémentaire ! Soit par le théorème d'Ampère, soit par la loi de Biot et Savart tu obtiens l'expression de B créé par I1 :

\overrightarrow{B}=\frac{\mu_{0}I_{1}}{2\pi r}\cdot\overrightarrow{U_{\theta}}
 \\
J'utilise les notations classiques en coordonnées cylindro-polaires ; je te laisse adapter au contexte...
Le vecteur B est le même le long de chaque côté vertical de la spire. Les forces de Laplace exercées sur ces deux cotés sont ainsi faciles à calculer . Il faut ensuite montrer que la résultante des deux forces exercées sur les deux côtés horizontaux est le vecteur nul...
Sans vraiment connaître son cours, il est difficile d'aborder ce genre d'exercice...

Posté par
yeahshow66
re : magnétisme 05-12-16 à 19:21

c'est la force de Laplace que je n'arrive pas a calculer....

Posté par
vanoise
re : magnétisme 05-12-16 à 23:08

Un conducteur rectiligne parcouru par le courant d'intensité I2, placé dans un champ magnétique tel que le vecteur B reste identique en tout point du fil, est soumis à la force de Laplace :

\overrightarrow{F}=I_{2}.\overrightarrow{l}\wedge\overrightarrow{B}

\overrightarrow{l}  est un vecteur de norme l, ayant la direction du conducteur et le sens du courant. En continuant à utiliser les coordonnées cylindro-polaires, cela donne, pour la portion verticale de la spire à la distance d du fil rectiligne :

\overrightarrow{F_{1}}=I_{2}.L.\overrightarrow{U_{z}}\wedge\left(\frac{\mu_{0}.I_{1}}{2\pi.d}\overrightarrow{U_{\theta}}\right)=-\mu_{0}\frac{I_{1}.I_{2}.L}{2\pi.d}.\overrightarrow{U_{r}}

Il s'agit donc d'une force attractive exercée par le fil rectiligne sur ce côté “gauche”. Pour le côté droit, le raisonnement est analogue. La force de Laplace a pour vecteur :

\overrightarrow{F_{2}}=-I_{2}.L.\overrightarrow{U_{z}}\wedge\left(\frac{\mu_{0}.I_{1}}{4\pi.d}\overrightarrow{U_{\theta}}\right)=\mu_{0}\frac{I_{1}.I_{2}.L}{4\pi.d}.\overrightarrow{U_{r}}

Cette force est de sens opposé à la précédente. Je te laisse déterminer la résultante de ces deux forces. Elle est orientée vers le conducteur réctiligne.

Considère maintenant une portion élémentaire de longueur dr du côté horizontal supérieur de la spire à la distance r quelconque du conducteur rectiligne (r compris entre d et 2d). La force élémentaire exercée sur cette portion par le fil rectiligne est :

\overrightarrow{dF_{3}}=I_{2}.dr.\overrightarrow{U_{r}}\wedge\left(\frac{\mu_{0}.I_{1}}{2\pi.r}\overrightarrow{U_{\theta}}\right)=\mu_{0}\frac{I_{1}.I_{2}.dr}{2\pi.r}.\overrightarrow{U_{z}}

Je te laisse montrer que la force exercée par le conducteur rectiligne sur une portion élémentaire de longueur dr du côté horizontal inférieur de la spire située à la distance r de conducteur rectiligne est :

\overrightarrow{dF_{4}}=-\overrightarrow{dF_{3}}

En généralisant à toute portion élémentaire horizontale, on montre ainsi que la résultante des deux forces exercées par le conducteur rectiligne sur les deux côtés horizontaux de la spire est le vecteur nul...

Je te laisse réfléchir à tout cela et terminer... Mais je me répète : il faut un minimum de connaissances de cours pour aborder ce genre d'exercice...



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