Induction électromagnétique
L’induction électromagnétique relie une variation de champ magnétique à l’apparition d’une tension, puis éventuellement d’un courant. C’est un mécanisme central en physique des circuits et des machines électriques, à maîtriser pour lire
Flux magnétique
Définition et calcul
Le flux magnétique est la grandeur qui mesure le couplage entre B et une surface orientée.
- Surface orientée et normale choisie.
- Expression : .
Pièges classiques
À faire
- Repérer la normale à la surface.
- Utiliser l’angle avec la normale.
- Suivre le sens d’orientation choisi.
!!À éviter!!
- Prendre l’angle avec le plan.
- Oublier que le flux dépend du sens.
- Confondre flux nul et champ nul.
Loi de Faraday
Formule
La f.é.m. induite est égale à l’opposé de la dérivée temporelle du flux.
Bobine de N spires
La tension induite s’additionne sur les spires identiques.
Lecture physique
- 1
Identifier le flux du circuit.
- 2
Étudier sa variation temporelle.
Loi de Lenz
Sens de l’induction
==Lenz = l’induction freine le changement==. Le courant induit s’oppose à la variation du flux.
Méthode pratique
- 1
Déterminer si le flux augmente ou diminue.
- 2
Chercher le champ induit qui s’y oppose.
Idée physique
- Le signe moins encode l’opposition.
- L’opposition porte sur la variation, pas sur la valeur du champ.
Force électromotrice
Définition
La force électromotrice est une grandeur de circuit qui caractérise l’énergie fournie par unité de charge.
- Elle peut exister sans contact électrique direct.
- Elle est liée à une variation de flux.
Worked example
Une spire voit son flux magnétique augmenter avec le temps. Quel est le sens de la f.é.m. induite ?
- L’augmentation du flux impose une opposition par la loi de Lenz.
- La f.é.m. induite tend donc à créer un flux contraire.
- Le sens du courant dépend alors de l’orientation choisie pour la spire.
La f.é.m. s’oriente de façon à s’opposer à l’augmentation du flux.
Inductance et applications
Auto-induction
Dans une bobine, la variation du courant crée une f.é.m. opposée.
Comparaison
Grandeur
- Flux propre lié au courant.
- Coefficient de proportionnalité.
- Effet dominant en régime variable.
Inductance
- Notée
L. - Caractérise la bobine.
- Traduit son inertie électrique.
Applications
| Dispositif | Rôle | Idée clé |
|---|---|---|
| Alternateur | Produire une tension | Mouvement ou champ |
| Transformateur | Adapter la tension | Couplage magnétique |
À retenir
- L’induction dépend de la variation du flux magnétique.
- Faraday donne la f.é.m. induite.
- Lenz fixe le sens par opposition à la variation.
- L’inductance décrit la réponse des circuits, surtout en régime variable.