Loi de Lenz
La loi de Lenz :
Si l'on approche le pôle Nord d'un aimant d'un solénoïde
relié à un ampèremètre, on constate l'apparition
d'un courant induit dans le circuit.
L'aimant crée un flux F dans le bobinage et
son déplacement provoque une variation dF de
ce flux. Cette variation de flux induit une fem e dont la valeur est
e = - dF/dt (loi de Lenz)
Le
courant induit s'oppose par ses effets à la cause qui lui donne naissance.
Quand on approche le pôle Nord de l'aimant du solénoïde,
le sens du courant induit est tel qu'il crée une face Nord sur la partie
supérieure du bobinage. Pour retrouver le sens du courant, on peut utiliser
le moyen mnémotechnique suivant : En joignant deux flèches (ayant
le sens du courant), opposées sur la spire, on dessine un N.
Si on
éloigne le pôle Nord de l'aimant ou si l'on approche un pôle
sud, le sens du courant induit est inversé. En utilisant la méthode
précédente, on dessine cette fois un S.
Comme l'intensité du courant est fonction de la dérivée
du flux par rapport au temps, elle est fonction de la vitesse de déplacement
de l'aimant.
Pour donner une allure réaliste à cette simulation, j'ai modélisé
l'aimant par un doublet magnétique (deux masses magnétiques +m
et -m distantes de L) et supposé que cet aimant se déplace à
vitesse constante V le long de l'axe du solénoïde.
Par intégration sur la surface de chaque spire, on calcule le flux
induit par chaque masse magnétique puis par intégration sur la
hauteur du bobinage, on peut obtenir le flux total. On déduit la
valeur de la fem induite par dérivation de ce flux par rapport au temps.
L'applet :
Il est possible de modifier la vitesse (constante) de déplacement
de l'aimant. La longueur et le sens de la barre rouge correspondent à
l'intensité et au sens du courant. De même la flèche noire
tracée sur le solénoïde représente le courant dans
le circuit.
Une pression sur le bouton de la souris
gèle l'animation, son relâchement permet de poursuivre.
Retour
au menu électricité.