Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Semblable à la balance de Cotton

Posté par
tw3nty
17-04-20 à 16:38


bonjour, j'avais quelques difficultés sur un exercice, je voudrais de l'aide svp

Dans tout l'exercice, on néglige le champ magnétique terrestre.

1) Avec un fil de diamètre d = 0,60 mm, on veut construire un solénoïde dont le rayon d'une spire est R = 4 cm et comportant N = 180 spires : l'espace libre entre deux spires consécutives est de 1 mm.

Calculer la longueur approximative L du solénoïde.

Quelle est l'intensité du champ magnétique  au centre du solénoïde lorsqu'il est parcouru par un courant d'intensité I = 9A, et si on admet valable la formule relative au solénoïde infiniment long ?

2) On mesure le champ magnétique au centre du solénoïde à l'aide d'un dispositif semblable à la balance de Cotton.
(voir figure)

Une tige (T) perpendiculaire en O à un axe horizontal (Δ) est mobile autour de cet axe : (T) porte un plateau à son extrémité N : un cadre DEGF, rectangulaire indéformable dont le plan est perpendiculaire à (T) fixé par le milieu de son coté horizontal supérieur à l'autre extrémité M de (T).

Ce cadre est parcouru par un courant d'intensité I' ;

Si I'  = 0, la tige la tige (T) et les cotés DE et FG sont horizontaux, l'axe du solénoïde (S) est parallèle à (T), dans le même plan vertical et le milieu K du coté DE est au centre du solénoïde.

Maintenant l'intensité I' du courant est constante et différente de 0.

a - indiquer sur un schéma et en le justifiant le sens du courant dans le solénoïde pour que la force qui s'exerce sur DE soit dirigée vers le bas. Le sens du courant dans le cadre est indiqué sur le croquis.

b - La tige (T) est de nouveau horizontale si on pose sur le plateau une masse m = 0,226g.

On donne : DE = l = 2 cm ; MO = d = 25 cm ; NO = d' = 10 cm ; g = 9,80 SI.

Montrer que les forces qui s'exercent sur FD et GE n'interviennent pas dans l'étude de l'équilibre.

Trouver à l'aide de cette expérience l'intensité B2 du champ au centre du solénoïde pour I = 9A  et 

I' = 6,5A.

fin.
pour la première question, c'était sans difficultés, ensuite pour la seconde le petit a j'ai trouvé que le courant était vers le haut après déduction car le champ magnétique était entrant.
pour le b, j'ai dit basiquement que les moments de ces deux forces étaient nuls car elles etaient parallèles à l'axe Delta.
Pour B2 j'ai pensé aux conditions d'équilibre, la somme des moments est nulle mais
Je n'arrive pas à trouver B2 car je trouve à chaque fois que le moment des forces appliquées en MG et DE se compensent...
en espérant trouver de l'aide ici
je précise que je n'ai considéré que mes 5 forces présentes sur le croquis !

Semblable à la balance de Cotton

Posté par
vanoise
re : Semblable à la balance de Cotton 17-04-20 à 17:00

Bonjour
Tes orientations de forces sont correctes mais attention : les forces de Laplace n'existent que pour les parties du cadre à l'intérieur du solénoïde.
Qu'as-tu fait par ailleurs ?

Posté par
tw3nty
re : Semblable à la balance de Cotton 17-04-20 à 17:08

merci pour la réponse
oh je comprends mieux !!
j'avais oublié que le champ magnétique ne s'appliquait qu'à l'intérieur du solénoide = une erreur de ma part.
La force F1 n'existe pas dans ce cas !

Posté par
vanoise
re : Semblable à la balance de Cotton 17-04-20 à 17:25

Et oui !
Concernant F2 et F3 : elles n'existent aussi que dans les portions de cadres à l'intérieur du solénoïde, il faut que cela apparaisse sur le schéma. Sur quelle longueur exactement s'appliquent-elles ? Peu importe dans la mesure où, quelle que soit cette longueur, ces deux forces sont de moment nul par rapport à l'axe comme tu l'as fait remarquer.

Posté par
tw3nty
re : Semblable à la balance de Cotton 17-04-20 à 17:43

ouii !merci beaucou pour votre aide !!!



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !