Induction électromagnétique – aimant et bobine, courant alternatif

Ce qu’elle montre

L'induction électromagnétique fait apparaître une f.é.m. dans une bobine chaque fois que le flux magnétique qui la traverse varie. D'après la loi de Faraday, e = −ΔΦ/Δt avec Φ = NBS : un aimant plus rapide ou une bobine à plus de spires donnent une f.é.m. plus grande, tandis qu'un aimant immobile dans la bobine n'en donne aucune, quel que soit son champ. Le signe moins (loi de Lenz) signifie qu'enfoncer et retirer l'aimant produisent des courants de sens opposés. Si l'aimant tourne, le flux augmente et diminue périodiquement et la f.é.m. s'inverse à chaque demi-tour : c'est le principe de l'alternateur.

Mode d’emploi

Choisissez À la main et déplacez l'aimant lentement puis vite, vers l'intérieur et l'extérieur de la bobine, pendant que les élèves observent l'aiguille du galvanomètre ; laissez l'aimant immobile dans la bobine pour montrer le retour à zéro. Passez à Va-et-vient auto et comparez plusieurs valeurs de N et de vitesse de l'aimant sur la courbe e(t). Cliquez enfin sur Aimant tournant et reliez la forme de la courbe au courant alternatif.

Paramètres modifiables

• Nombre de spires N 5–200 spires
• Vitesse de l'aimant (mode auto/rotation) 5–60 cm/s
• Pôle qui entre en premier dans la bobine Pôle nord (N), Pôle sud (S)
• Mode Déplacer l'aimant à la main, Aimant qui entre et sort automatiquement, Aimant tournant (courant alternatif)
• Afficher les lignes de champ magnétique

Questions à explorer

1. Pourquoi n'y a-t-il pas de courant induit quand l'aimant est immobile dans la bobine ?
2. Quels sont deux moyens d'augmenter la déviation de l'aiguille du galvanomètre ?
3. Quand l'aimant tourne, pourquoi le courant induit change-t-il sans cesse de sens ?