Théorie Électricité et magnétisme Flashcards
Différences entre un champ électrique et un champ magnétique
- Force électrique orientée dans le sens du champ électrique. La force magnétique est perpendiculaire au champ magnétique
- Force électrique agit sur une charge peu importe sa vitesse, la force magnétique agit seulement sur une charge en mouvement
- Force électrique effectue un travail sur la charge en mouvement, la force magnétique n’effectue aucune travail car elle est perpendiculaire à la charge
- Le champ magnétique modifie l’orientation d’une particule, pas la grandeur de sa vitesse
- Les lignes du champ électrique sont ouvertes, celles du champ magnétiques sont fermées
- Impossible d’isoler un pôle magnétique, mais on peut isoler un pôle électrique
Déterminer la force magnétique sur une charge négative mobile
La force magnétique sur une charge négative est de sens opposé à la force qui s’exerce sur une charge positive
Énoncer les 4 règles de la main droite que nous avons besoin
- Pouce: V, Index: B, Majeur: F (force magnétique avec charge en mouvement)
- Pouce: I, Index: B, Majeur: F (force magnétique sur un courant)
- Pouce: I, Doigts: B (Fil long)
- Pouce: B. Doigts: I (Anneau)
Décrire le comportement d’une particule chargée dans un champ magnétique
V perpendiculaire à B = v perpendiculaire existe et v parallèle existe pas (cercle)
V pas perpendiculaire = v perpendiculaire et v parallèle existent (hélicoïdal)
Définir Cyclotron
Accélérateur de particules utilisant un champ électrique pour accélérer les particules et un champ magnétique pour les faire tourner.
Énoncer la force de Lorentz
F= qE +qv x B
Fonctionnement et utilité du sélecteur de vitesse
Utilise des champs perpendiculaires de façon à ce que seulement les particules ayant la vitesse désirée puissent le traverser.
Champ électrique et champ magnétique
Fonctionnement et utilité du spectromètre de masse
Déterminer la masse des composants d’un gaz.
Il utilise le fait que le rayon de la trajectoire d’une particule chargée est proportionnel à sa masse.
Rapport q/m
Expliquer l’Effet Hall
L’effet Hall sert à mesurer le champ magnétique, parce qu’il est très difficile de trouver le champ magnétique en laboratoire.
On mesure la différence de potentiel entre le haut et le bas de la plaque et on calcule l’intensité du champ magnétique à partir de cette valeur.
Énoncer l’expression du champ magnétique à une distance R d’un long fil rectiligne
B=(le u avec 0)I/2piR
Autour et perpendiculaire au fil
Déterminer la force entre 2 conducteurs parcourus par des courants
Cas 1: Si I est dans le même sens, les 2 vecteurs F se font face.
Cas 2: Si I est dans les sens opposés. les 2 vecteurs F se font dos.
Utiliser la règle de la main droite pour savoir les lignes de chacun des champs électriques sortent où.
Le champ de l’autre conducteur affecte le sens du reste
Énoncer la loi de Biot-Savart
La loi de Biot-Savart sert à calculer le champ produit par un condensateur de forme quelconque.
Identifier les fils. Relier le bout du fil avec le point de calcul. Si le prolongement d’un fil passe par le point de calcul, B=0
Énoncer la loi d’Ampère
La loi d’Ampère sert à calculer le champ magnétique produit par un courant électrique.
Le numéro avec le tuyau. Le courant se trouve au milieu des 2 cylindres. 3 étapes avec r plus petit que a, r plus grand que a, mais plus petit que b et r plus grand que b.
i—> pi(b2-a2)
I—> pi(r2-a2)
i=Ipi(b2-a2)/pi(r2-a2)
Décrire 2 expériences pour mettre en évidence l’induction électromagnétique
Expérience 1: permanent
- L’aimant immobile, pas de déviation, donc I ind=0
- Approche l’aimant, déviation, donc I ind n’est pas = 0
- Dès qu’on arrête l’aimant, pas de déviation, donc I ind =0
Expérience 2 (non-permanent)
- K (interrupteur) ouvert, aucune déviation, donc I =0 et I ind=0
- Dès qu’on ferme K, déviation, I n’est pas =0 et I ind n’est pas =0
- Tout de suite après (K encore fermé), pas de déviation, car pas de mouvement, donc I ind =0, mais I n’est pas =0 (encore du courant)
- Dès qu’on rouvre K, il y a déviation, donc I ind n’est pas =0, mais il n’y a plus de courant, donc I=0
Temps de réaction entre ouvert et fermé
Décrire 3 façons de produire un courant induit
- Champ magnétique variable
* si B=cst, aucun calcul =0 - Aire variable
- Si A=cst, aucun calcul =0
- Orientation variable
- Si A et B sont sur le même plan, l’angle est de 0, donc cos0=1
Énoncer la loi de Faraday
La f.é.m. induite dans une boucle est égale au taux de variation temporelle du flux magnétique dans cette boucle
Variation avec B, A et l’angle, les 3 façons de modifier un courant induit
Dire le sens des lignes de champ dans une aimant
Entrent par le Sud
Sortent par le Nord
Énoncer la loi de Lenz
Le courant induit a un sens tel que le champ magnétique induit par le courant s’oppose à la variation du flux qui produit ce courant
Accroissement du flux = B et Bi sens opposé
Diminution du flux = B et Bi même sens
Expliquer comment obtenir une induction électromagnétique lors du déplacement d’une tige conductrice sur des rails parallèles placés dans un champ B
Application de F=qv x B
Séparation des charges et apparition d’une différence de potentiel électrostatique dans la tige suivi d’un courant électrique
Les charges positives se déplacent vers le haut et les charges négatives vers le bas (ou l’inverse dépendamment de la situation)
La tige se déplace vers la droite, le flux magnétique augmente car l’aire augmente
Le courant induit s’oppose au changement du flux extérieur
Accroissement du flux B et Bi sens opposé
Diminution du flux B et Bi même sens
Expliquer avec la formule de la loi de Faraday (E)
Définir les courants de Foucault
Remplace la boucle par une plaque MÉTALLIQUE
En retirant la plaque du champ magnétique, un courant induit apparait, courant de Foucault
Il y a plusieurs courants de Foucault, car les électrons se déplacent dans la plaque dans plusieurs directions
La force magnétique nette sur les courants de Foucault induits est opposée au sens du mouvement
Application: Système de freinage très efficace (trains)
Décrire le principe de fonctionnement d’un générateur
Une boucle parcouru par un courant électrique passé dans un champ magnétique va tourner
