Le champ magnétique produit le long de son axe à la distance z par un aimant droit de moment dipolaire µ est donné par B = Kµ / z3.
Le dispositif expérimental comporte un aimant suspendu par un ressort au-dessus d'une bobine plate horizontale. On suppose la bobine très plate. Si cette hypothèse n'est pas vérifiée le calcul est plus complexe (il faut faire une intégration lors du calcul du flux) mais l'allure des résultats n'est pas modifiée.
La bobine comporte N spires de surface S.
H est la distance entre la bobine
et la position d'équilibre de l'aimant. A est l'amplitude des oscillations et
w la pulsation des oscillations de l'aimant. On a
donc :
z = H + A sin( w.t ) = H + y( t )
Le flux dans la bobine est F = N.S.K / z3.
La f. e. m. induite est donnée par : E = -dF/dt = N.S.K( - 3.Acos( w.t)) / z3.
Utilisation
:
La partie gauche représente le dispositif expérimental avec
le voltmètre relié à la bobine.
La partie représente la variation au cours
du temps de y( t ) mouvement de l'aimant (en bleu), la variation de l'induction
B( t ) (en vert) et la variation de la tension induite E( t ) (en rouge).
Les
unités sont arbitraires.
Le bouton [Départ] lance l'animation avec
t = 0.
Pour geler l'animation, Presser le bouton droit de la souris,
on gèle l'animation. Le relâcher pour reprendre.
Avec le bouton
gauche, on peut glisser le curseur blanc. Ceci permet d'examiner comment
les variations de la tangente à la courbe B( t ) se retrouvent dans la courbe
E( t ).
Michael FARADAY (1791-1867) Physicien et chimiste anglais autodidacte.