On place une feuille sur un aimant droit et on la saupoudre délicatement de limaille de fer. Les grains de limaille matérialisent les lignes de champ magnétique.
1. Montage
Voici une image du montage réalisé.
2. Préliminaires
L'aiguille aimantée permet de déterminer la face nord de la bobine. En appliquant la règle du bonhomme d'ampère, on détermine le sens du courant.
3. Etude de B(0)=f(n) (0: centre du solénoïde et n: nombre de spires par mètre)
Pour un enroulement comportant N=400 spires et un courant I=2A traversant le solénoïde, la mesure du champ magnétique au centre de celui-ci est B1(0)=2,6.10-3T.
Pour un enroulement comportant N=200 spires et un courant I=2A traversant le solénoïde, la mesure du champ magnétique au centre de celui-ci est B2(0)=1,3.10-3T.
4. Etude de B(0)=f(I)
Pour N=200 spires, la sonde de Hall étant placée au centre du solénoïde, on fait varier le courant I de 0 à 3A et on relève les valeurs du champ magnétique correspondantes (cliquer ici pour voir le tableau de mesures). On obtient le graphe B=f(I) ci-dessous.
5. Exploitation
La longueur du solénoïde est L=0,40m.
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Pour N1=400 spires, |
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n1 = 1000 spires.m-1 |
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Pour N2=200 spires, |
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n2 = 500 spires.m-1 |
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et |
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On en déduit que |
. Le champ magnétique au centre du solénoïde B(O) est proportionnel à n. |
D'autre part, le graphe B(O)=f(I) est une droite passant par l'origine. Donc B(O) est proportionnel à I. Le coefficient directeur de cette droite est a=6,53.10-4T.A-1. Comme B=µo.n.I, on en déduit:
a = µo.n |
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µo = 1,31.10-6 S.I. |
La valeur réelle de µo est µo=4.p.10-7=1,26.10-6 S.I. L'écart relatif sur la valeur de µo s'écrit:
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