Champ magnétique d'un aimant droit, d'un aimant en U et d'un électroaimant

SciencesÉlectricité et magnétisme12–13 ans

Utiliser avec ma classe

De la limaille de fer répandue sur un carton s'organise en spectre magnétique autour de l'aimant ; une boussole placée dans le champ s'oriente selon les lignes de champ. Les élèves font glisser l'aimant dans la limaille, touchent un endroit vide pour placer une autre boussole et appuient sur Inverser les pôles pour voir les aiguilles pivoter. Pour l'électroaimant : faites glisser le curseur d'intensité, changez le nombre de spires, coupez le courant pour faire disparaître le champ et inversez le courant pour permuter les pôles. Le mode 3D permet de faire tourner le carton avec la limaille, les boussoles et l'aimant pour voir les lignes de champ parcourir l'espace du pôle nord au pôle sud.

Leçon : Les aimants ; le champ magnétique ; les électroaimants et leurs applications

Ce qu’elle montre

Un aimant crée autour de lui un champ magnétique qui agit sur le fer. La limaille de fer s'aligne sur le champ et révèle sa forme ; à l'extérieur de l'aimant, les lignes de champ vont du pôle nord au pôle sud et se resserrent là où le champ est le plus intense, près des pôles. L'aiguille d'une boussole s'oriente le long des lignes de champ. Entre les pôles d'un aimant en U, le champ est presque uniforme. Une bobine à noyau de fer parcourue par un courant forme un électroaimant, plus puissant quand l'intensité ou le nombre de spires augmente ; ses pôles s'inversent avec le courant.

Mode d’emploi

Choisissez un Type d'aimant et faites glisser l'aimant dans la limaille, puis touchez des zones vides pour placer des boussoles et comparez leur orientation aux lignes de champ tracées. Cliquez sur Inverser les pôles et observez chaque aiguille pivoter. Pour l'électroaimant, augmentez l'Intensité (électroaimant) et le Nombre de spires (électroaimant) pour renforcer le spectre, ramenez l'intensité à 0, puis cliquez sur Inverser le courant. Passez en 3D et faites pivoter la vue pour voir les lignes de champ former des boucles au-dessus du carton.

Paramètres modifiables

  • Type d'aimant Aimant droit, Aimant en U, Électroaimant (bobine à noyau de fer)
  • Intensité (électroaimant) 0–5 A
  • Nombre de spires (électroaimant) 100–1000 spires
  • Tracer les lignes de champ
  • Densité de la limaille 12–36 colonnes

Questions à explorer

  1. Où la limaille se concentre-t-elle le plus autour d'un aimant droit, et qu'est-ce que cela indique sur le champ ?
  2. Qu'ont de particulier les lignes de champ entre les pôles d'un aimant en U ?
  3. Avec une intensité de 0 A, l'électroaimant crée-t-il encore un champ magnétique, et comment les boussoles le montrent-elles ?