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Inductance d'un solénoide

Posté par
Kovak
11-05-19 à 01:18

Bonjour, j'ai du mal à trouver l'expression exacte de l'inductance d'un solénoide, voici ci dessous l'énoncé ainsi que mon raisonnement :

Soit une solénoide de longueur l, de rayon r et d'axe Oz comportant n spires circulaires par unité de longueur. Il est parcouru par le courant d'intensité i(t). En négligeant les effets de bord, on rappelle que le champ magnétique à l'intérieur du solénoide s'écrit : \vec{B}(t)=\mu _{0}ni(t)\vec{U}_{z}, Uz le vecteur unitaire de l'axe Oz.

Exprimer l'inductance propre L du solénoide en fonction de n, \mu _{0}, R et l

Ce que j'ai fait :

Je sais que \vec{B}(t) = \mu _{0}nI\vec{U}_{z} et que \phi =\int \int \vec{B}.\vec{dS}=\int \int \vec{B}.\vec{n}dS avec dS = 2\Pi rdl


Comme \phi =LI on obtient quand on calcul le flux \phi :

\phi =\vec{B}.\vec{n}dS
 \\ =n\mu _{0}I\int \int \vec{U_{z}}.\vec{n}2\Pi rl
=n^{2}\mu _{0}\Pi rl^{2}I
=LI

donc l'inductance vaut : =n^{2}\mu _{0}\Pi rl^{2}

Or dans le corrigé tout comme mon cours il est inscrit que =n^{2}\mu _{0}\Pi lr^{2} mais ne ces derniers ne détaillent pas les calculs.

Je trouve une expression avec un l^{2} au lieu d'un r^{2}, cela fait peut-être suite à l'intégration de dS mais je ne voit pas où peut intervenir mon erreur.

Pourriez-vous m'aider ?

Merci

Posté par
neajD
re : Inductance d'un solénoide 11-05-19 à 10:22

Bonjour,
Ton élément différentiel dS est faux... dS intégré 2 fois doit te donner la surface d'une spire ; c'est donc inutile d'intégrer.

Posté par
vanoise
re : Inductance d'un solénoide 11-05-19 à 10:58

Bonjour Kovak
Négliger les effets de bords comme demandé par l'énoncé revient en fait à déterminer l'inductance propre L d'une portion de longueur "l" d'un solénoïde considéré, sur le plan théorique, comme infiniment long. Dans ce cas, on démontre que le champ magnétique est uniforme à l'intérieur du solénoïde et colinéaire à l'axe du solénoïde. Le flux à travers une spire vaut donc tout simplement B.S (je te laisse vérifier les conventions d'orientations). Pour avoir le flux propre, il te reste à multiplier par le nombre de spires.

Posté par
vanoise
re : Inductance d'un solénoide 11-05-19 à 11:05

J'ai oublié de préciser : S est l'aire du disque délimité par une spire :
S=.r2 .

Posté par
Kovak
re : Inductance d'un solénoide 11-05-19 à 14:35

Je comprends mieux mon erreur, j'ai pu trouver la bonne expression de L. Merci beaucoup pour votre aide !



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