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Boussole des tangentes

Posté par
Adrien39
10-04-18 à 17:38

Bonjour, je n'arrive pas du tout à faire cette exercice de physique.
Pouvez vous me donnez des pistes pour m'aider ?  Merci pour votre aide !

Boussole des tangentes

_____________

***Image recadrée => un énoncé est à recopier***

Posté par
Adrien39
Boussole des tangentes 11-04-18 à 12:33

Bonjour, je rencontre des soucis pour mon exercice de physique.
Voici le sujet :

La boussole des tangentes est un dispositif composé d'une bobine plate formée de N spires de rayon R au centre de laquelle est disposée une petite aiguille aimantée sur un support horizontal gradué. Un rhéostat permet de faire varier l'intensité l du courant fourni par le générateur et circulant dans la bobine.

Le schéma de principe de ce dispositif est le suivant :** image supprimée **

Lorsque l'interrupteur est ouvert, la direction (SN) de la petite aiguille aimantée s'orient avec la composante horizontale VecteurBH du champ magnétique terrestre. En absence de courant la bobine est orientée de telle sorte que son plan contienne la direction (SN)  de la petite aiguille aimantée. Lorsque l'on ferme l'interrupteur K, la bobine crée en son centre un champ magnétique Bo dont la valeur est Bo = \frac{\mu0.N.I }{2R}
** image supprimée **


Données :
R = 160 mm
N = 10 spires
\mu 0 = 4*10^-7

1)
Lorsque' un courant d'intensité I quelconque traverse la bobine, représenter la boussole vue de dessous . Montrer que B0=BH* tan

Je ne sais pas comment vraiment pas comment faire. Merci pour votre aide

*** message déplacé ***

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 11-04-18 à 12:33

Je ne sais pas comment recouper la photo. Désoler

*** message déplacé ***

Posté par
JeVeComprendr
re : Boussole des tangentes 11-04-18 à 16:28

Bonjour,

Pour ta photo tu peux la rogner sur Paint ou bien Libre Office ou microsoft Word



*** message déplacé ***

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 11-04-18 à 16:40

Bonjour,

Situation 1 :
L'interrupteur est ouvert, la bobine n'est parcourue par aucun courant donc elle n'engendre pas de champ magnétique. L'aiguille est seulement soumise au champ magnétique terrestre  \overrightarrow{B_H} d'intensité BH et elle s'oriente dans la direction de ce champ.

Situation 2 :
L'interrupteur est fermé, la bobine engendre un champ magnétique  \overrightarrow{B_0} d'intensité B0 tel que  B_0 =\dfrac{\mu_0.N.I }{2R}
La bobine est positionnée de telle manière que ce champ magnétique a une direction perpendiculaire au champ magnétique terrestre.
L'aiguille est donc soumise à deux champs magnétiques  \overrightarrow{B_H} et  \overrightarrow{B_0} qui se superposent.
Elle tourne par rapport à la situation 1 d'un angle α pour s'orienter dans la direction de la résultante de ces deux champs.

Tu as de quoi représenter cette situation 2 à l'aide de trois vecteurs de même origine :
Un vecteur \overrightarrow{B_H} représentera le champ magnétique terrestre.
Un autre vecteur \overrightarrow{B_0} représentera le champ magnétique engendré par la bobine.
et enfin un vecteur \overrightarrow{B_T} représentera la résultante des deux champs magnétiques.
L'angle α est l'angle dont a tourné l'aiguille. C'est donc l'angle entre les vecteurs  \overrightarrow{B_H} et  \overrightarrow{B_T}

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : Boussole des tangentes 11-04-18 à 18:20

Bonsoir à tous,

@ Adrien39 :
1) le multi-post est strictement interdit sur le forum ;
2) Si j'ai recadré ton scan, ce n'est pas pour que tu me l'insères de nouveau => un énoncé doit être recopié.

Merci de relire en urgence les règles de ce forum.

Pour mémoire :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q05 - Puis-je insérer une image dans mon message ? Comment faire ? Quelle image est autorisée ?



Merci.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 12-04-18 à 16:11

Bonjour,

Je ne voulais pas faire de multi-post. J'ai recopié mon exercice dans un autre topic car je ne trouvais pas comment modifier l'ancien.

D'ailleurs dans le nouveau topic, j'ai recopié l'énoncé intégralement et j'ai remis mon scan pour le schéma. Ce n'était pas pour refaire la même chose qui n'est pas accepté sur votre site comme vous me l'avez dit.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 11:08

Bonjour,
J'ai un dernier problème pour une question de cette exercice.
Voici la question :

A l'aide de la représentation graphique BO = f(tan), en déduire la valeur BH de la composante horizontale du champ magnétique terrestre.

Merci pour votre aide  

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 12:05

Tu sembles disposer ( ton énoncé est muet à ce sujet ) d'une représentation graphique de B0 en fonction de la tangente de l'angle α
Or tu as démontré à la question 1 que B0 = BH * tan ( α )

Il en résulte que ta représentation graphique devrait être une droite passant par l'origine et dont la pente est égale à BH

Trouver cette pente revient donc à déterminer la valeur de BH

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 12:25

Si j'ai bien compris, BH est égal au coefficient directeur de la droite ?

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 13:41

Si la droite dont tu parles représente bien les variations de B0 en fonction de tan(α) alors oui tu as bien compris.

Il est toujours difficile de communiquer autour d'un énoncé absent ou incomplet.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 13:50

Je trouve comme valeur 2,02*10^(-6).

Cela me parait étrange comme résultat. qu'en pensez vous ?

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 14:56

Citation :
Je trouve comme valeur 2,02*10^(-6).

Cela me parait étrange comme résultat. qu'en pensez vous ?


Un résultat sans unité n'a aucune signification.
Ne disposant pas du tableau de valeurs qui a servi à établir le graphique B0 = f(tan(α)) je ne peux pas détecter la cause d'une éventuelle erreur.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 15:35

Voici ce que j'ai fait, tableau de valeur et le graphique : Boussole des tangentes

3) Comme il s'agit d'une fonction linéaire, je dois juste trouver son coefficient directeur pour trouver l'équation de la droite.
Or le coefficient directeur d'une droite est égal à (yb-ya)/(xb-xa)

Donc le coefficient directeur de la droite est égal à \frac{(3,93*10^{-6})-(7,85*10^{-7})}{1,96-0,4} = 2,02*10^{-6}

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 16:42

Citation :

Donc le coefficient directeur de la droite est égal à \frac{(3,93*10^{-6})-(7,85*10^{-7})}{1,96-0,4} = 2,02*10^{-6}

Une fois encore ce résultat n'a aucune valeur.
Tu n'indiques pas d'unités.
De plus tu as l'air de confondre dans ton tableau comme dans ton graphique les Teslas avec les microteslas.


Ta méthode est bonne mais je pense que tu t'es trompé dans les calculs des valeurs de B0
L'énoncé indique :
B0 = μ0*N*I / 2R
avec
μ0 = 4π.10-7 (Pas d'unité !) prenons des T.m.A-1
N = 10 spires
R = 160 mm = 0,160m

Pour I = 0,2A  j'obtiens :

\large B_0= \dfrac{4\cdot\pi\cdot10^{-7}*10*0,2}{2*0,160}=7,85.10^{-6}~T
Soit un résultat 10 fois plus grand que le tien.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 19:21

J'ai refais mon tableau en corrigeant ce que vous m'avez indiqué :Boussole des tangentes
Comme il s'agit d'une fonction linéaire, je dois juste trouver son coefficient directeur pour trouver l'équation de la droite.
Or le coefficient directeur d'une droite est égal à (yb-ya)/(xb-xa)

Donc le coefficient directeur de la droite est égal à \frac{(3,93*10^{-5})-(7,85*10^{-6})}{1,96-0,4} = 2,02*10^{-5}

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 19:31

Peut être ....
Toujours pas d'unité au résultat qui est donc mécaniquement faux.

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 19:42

J'ai refais mon tableau en corrigeant ce que vous m'avez indiqué :Boussole des tangentes
Comme il s'agit d'une fonction linéaire, je dois juste trouver son coefficient directeur pour trouver l'équation de la droite.
Or le coefficient directeur d'une droite est égal à (yb-ya)/(xb-xa)

Donc le coefficient directeur de la droite est égal à \frac{(39,27)-(7,85)}{1,96-0,4} = 20,14

Posté par
Adrien39
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 19:43

Pour l'unité, je pense que c'est des T mais je suis pas sur

Posté par
odbugt1
re : Boussole des tangentes 17-04-18 à 20:02

Enfin un résultat accompagné de son unité !

Donc ton résultat est de 20 μT pour la composante horizontale du champ magnétique terrestre. ( 2 chiffres significatifs sont amplement suffisants ).

Si tu vas jeter un coup d'œil ici tu verras qu'il existe des zones terrestres ou ton résultat est en bonne corrélation avec les mesures expérimentales, ce qui est rassurant.
Attention, d'après la légende de ce graphique l'unité utilisée sur ces courbes est le nanotesla, ce qui signifie que tes 20 μT correspondent à 20000 nT

Ah oui, au fait : J'ai trouvé moi aussi que BH = 2.10-5 T = 20μT = 20000nT
                                                                      



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