Magnétisme Flashcards
Que valent les champs magnétiques maximum des pulsars ?
10^9 T
Que vaut le champ magnétique de la Terre ?
5.10^-5 T
Quel est l’ordre de grandeur du champ magnétique d’une bobine ?
10^-3 T
Donner l’ordre de grandeur du champ magnétique d’un IRM ?
Entre 1 et 10 T
Qu’est-ce que le principe de Curie
Les symétries des «causes» (ici les courants) se retrouvent dans les «effets» (ici le champ B#)
Qu’appelle-t-on plan de symétrie Π+ ?
C’est un plan pour lequel il y a symétrie géométrique ET symétrie de j#
Pourquoi dit-on que B# est un pseudo-vecteur
S’il y a un plan de symétrie Π+, B# est perpendiculaire à ce plan.
S’il y a un plan d’antisymétrie Π-, B# est compris dans ce plan.
Qu’appelle-t-on plan antisymétrique Π- ?
C’est un plan par lequel il y a symétrie géométrique et anti-symétrie de j#
Déterminer l’orientation de B# dans un fil, en justifiant
Déterminer l’orientation de B# dans une spire, en justifiant
Un champ B# est-il à circulation conservative ?
Non
Un champ B# est-il à flux conservatif ?
Oui
Que peut-on dire de ||B#|| en fonction de ses lignes de champ, dans une bobine, pourquoi ?
Comment sont les lignes du champ magnétique d’un fil ?
Elles sont circulaires, ne dépendent que de r et décroissent en 1/r
Si on met N spires, quel est le champ magnétique créé par rapport à celui créé par une spire ?
Il est N fois plus grand
Que vaut le champ magnétique à l’intérieur d’un solénoïde infini ?
B# = μ0 × n × I × ez# = cste#, avec μ0 la perméabilité du vide, n le nombre de spires par m, I l’intensité du courant
Qu’appelle-t-on moment magnétique d’une spire plane ?
Comment évolue un champ magnétique dipolaire en fonction de r ?
Sa composante selon er# diminue en 1/r³, sa composante selon eθ# diminue en 1/r³, sa composante selon eφ# est nulle
Quelle est l’utilité des lignes de champ ?
Elles donnent la direction de B# en chaque point
Donner l’allure des lignes de champ pour un dipôle magnétique
Sachant que pour un dipôle magnétique Br/Bθ = 2.cos(θ)/sin(θ) et Bφ=0, montrer que φ=cste et que r(θ)=r0.sin²(θ)
Donner l’ordre de grandeur du moment magnétique d’un aimant
m ≈ 10 A.m²
Que peut-on dire du champ créé par un aimant ?
Il est identique à celui d’une petite spire
Comment appelle-t-on l’écart angulaire entre le direction Nord-Sud géographique et la direction Nord-Sud magnétique de la Terre ?
On l’appelle déclinaison, elle vaut quelques degrés
Que vaut le moment magnétique de la Terre en ordre de grandeur ?
m_Terre ≈ 10^23 A.m²
Tracer les champs magnétiques d’un dipôle magnétique et d’un aimant droit
Montrer qu’on peut considérer la trajectoire de l’atome d’hydrogène comme possédant un moment magnétique et exprimer ce moment magnétique
Montrer que les moment magnétique et cinétique sont proportionnels, exprimer le coefficient de proportionnalité
Que vaut le moment magnétique d’un électron dans un atome en ordre de grandeur ?
m ≈ 10^-23 A.m²
Que peut-on dire du champ magnétique lorsque deux lignes de champ se croisent ?
Il est nul car seul le vecteur nul peut être tangent à deux courbes différentes en même temps
Définir la force de Laplace et justifier son expression
Comment écrit-on la force de Laplace dans un circuit filiforme ?
Exprimer la dimension d’une force en fonction de celle de μ0 ?
Déterminer la force de Laplace qui s’exerce sur la tige
La force d’un fil sur l’autre est-elle attractive ou répulsive ? Sachant que B est selon eθ#
Lorsqu’on calcule la force d’un circuit sur un autre, comment savoir la force duquel sur lequel on étudie (sachant que cela revient au même par principe d’actions réciproques) ?
On calcule celle du circuit créant le champ magnétique le plus facile à exprimer sur l’autre
Que vaut la norme du champ magnétique autour d’un fil rectiligne ?
B = μ0 × i / 2.π.r, avec r la distance au fil et i l’intensité du courant dans le fil
En supposant z»R1 et z»R2, puis justifier que cette approximation ne peut pas être exploitée. Supposer alors que B1(M2)# = B1(O2)# - r.dBz/2.dz×er#
Justifier que la puissance des forces de Lorentz est nulle tandis que celle des forces de Laplace est non nulle
Dans le cas d’un circuit filiforme fermé dans un champ B# uniforme, montrer que la force de Laplace est nulle
Qu’est-ce qu’un couple ?
C’est un système de forces dont la résultante est nulle
Calculer le couple des forces de Laplace (le moment), généraliser
Dans un circuit filiforme fermé, plongé dans un champ magnétique uniforme, que peut-on dire des forces de Laplace ?
Qu’est-ce qu’un dipôle actif ?
C’est un dipôle qui crée un champ magnétique, auquel on s’intéresse
Qu’est-ce qu’un dipôle passif ?
C’est un dipôle plongé dans un champ magnétique extérieur, auquel on s’intéresse
On considère un dipôle passif maintenu en un point O, que peut-on dire des forces de Laplace qu’il subit ?
Déterminer les positions d’équilibre et leurs stabilités
Que vaut l’inductance propre de N spires, par rapport à celle d’une spire, et pourquoi ?
L_N = N² × L_1, car B_N = N × B_1 et S_N = N × S_1
Comment lier m1# et m2# ?
Quelles sont les trois différentes formes de magnétisme ?
- le diamagnétisme
- le paramagnétisme
- le ferromagnétisme
Qu’est-ce que le diamagnétisme ?
Qu’est-ce que le paramagnétisme ? Quelle est sa propriété principale ?
Qu’observe-t-on sur l’aimantation créée lorsqu’on place un matériau paramagnétique dans un champ B# ?
Quel est la position la plus peuplée ? Donner le rapport N1/N2
?
Qu’est-ce que le ferromagnétisme ? Quelle est sa principale propriété ?
Comment faire perdre à un aimant permanent (ferromagnétique) son aimantation ?
Définir le flux propre et l’inductance propre d’un circuit (C)
Définir l’inductance mutuelle
Exprimer Φ1 et Φ2 les flux du champ magnétique total créé par les deux circuits
Qu’appelle-t-on «couplage magnétique» entre deux circuits ?
C’est le fait que certaines lignes du champ magnétique de l’un traversent l’autre et vice-versa
Que traduisent L et M ?
L traduit la capacité à créer un champ magnétique sous l’effet d’un courant, M traduit le «couplage magnétique» entre les deux circuits en question.
Comment évolue M lorsque la distance d entre les deux circuits augmente ? Justif qualitativement
M diminue lorsque d augmente, en effet moins de lignes de champ de l’un passent dans l’autre
Exprimer l’énergie magnétique accumulée par deux circuits
C’est l’énergie de chacun plus l’énergie mutuelle
Justifier que M² ≤ L1 × L2
Intuitivement, c’est parce qu’il ne peut pas y avoir plus de champ magnétique envoyé à travers l’autre circuit (M) que de champ créé (L)
Définir le coefficient de couplage et commenter ses deux valeurs extrêmes
