Condition d'équilibre :
On fait passer
un courant i dans le cadre. Dans l'applet, le courant
circule dans les brins du cadre contenus dans le plan de figure dans le sens
de la flèche rouge. Pour un courant positif, dans les brins de la droite du
cadre normaux au plan de figure, le courant circule de l'avant vers l'arrière.
Sous l'action des forces magnétiques, le cadre tourne d'un angle a
jusqu'à ce que le moment du couple de torsion équilibre le moment du couple
électomagnétique.
Si C désigne la constante de torsion de la suspension,
le moment du couple de torsion à l'équilibre est m1
= Ca.
Les forces électromagnétiques données
par la loi de Laplace qui agissent sur le cadre sont :
- Les forces s'exerçant
sur les fils parallèles (longueur b) au plan de figure. Elles sont nulles car
le vecteur induction est toujours parallèle au courant puisque le champ est
radial.
- Les forces agissant sur les cotés (longueur a) du cadre normaux
au plan de figure. Ces forces sont parallèles, de sens contraire, contenues
dans le plan de figure, et d'intensité f = N.B. i. a.
Elles forment
un couple de moment m2 = N.B.i.a.b = N.B.i.S.
A
l'équilibre on a donc : Ca = N.B.S.i ; La déviation
est proportionnelle à l'intensité du courant.
Les galvanomètres usuels
sont sensibles à 10-9 A. Pour des appareils soignés, la sensibilité
atteint 10-14 A.
Les coûts de fabrication des milliampèremètres
rend petit à petit ces appareils obsolètes. Il sont remplacés par des appareils
numériques moins coûteux, aussi sensibles et plus robustes.
L'applet :
Avec
le curseur de la souris, faire varier l'intensité du courant qui circule dans
le cadre.
Ma représentation du ressort spiral n'est pas réaliste. Dans les
faits, sa longueur reste constante.
Par commodité et par esthétisme (?) j'ai
remplacé les flèches des vecteurs par un gros point.