La balance de Cotton est un dispositif permettant la mesure absolue des inductions magnétiques.
L'un des bras de la balance est constitué par un circuit électrique comportant deux conducteurs (en rouge) qui sont des secteurs circulaires centrés sur l'axe O de la balance et d'un secteur linéaire de longueur L = 2 cm qui est horizontal lorsque la balance est à l'équilibre.
Ce circuit est alimenté par un générateur en série avec un rhéostat (non dessinés).
L'induction à mesurer agit dans la région schématisée par le cercle bleu. Cette induction exerce la force de Laplace F = B.I.L sur l'élément de conducteur linéaire. Cette force est normale au conducteur (voir l'expression vectorielle de la force de Laplace).
Le moment des forces agissant sur les secteurs circulaires est nul car ces forces sont dirigées vers O. Pour une orientation convenable de l'induction est du courant, la force F déséquilibre la balance.
On peut rétablir l'équilibre en ajoutant des masses marquées dans le plateau de la balance qui est soutenu par l'autre bras.
Comme OC = OD, on a alors la relation : F = B.I.L = mg.
Utilisation :
Deux sliders permettent de modifier le courant dans le circuit et la masse dans le plateau. Agir sur les curseurs pour équilibrer la balance et en déduire la valeur de l'induction B.
Une case à cocher permet la visualisation des forces qui agissent sur le système.
Le bouton [Nouveau] permet de choisir une nouvelle valeur aléatoire de l'induction.
Le bouton [Réponse] permet d'afficher la valeur de B et de vérifier le résultat de vos calculs (attention aux unités).
Balance de Cotton de démonstration.