Publicité
3. Notions théoriques
L'agencement des bobines est le résultat
d'études réalisées par le physicien Hermann von
Helmholtz : deux bobines courtes de rayon R
sont placées parallèlement sur un même axe
dans un écart R. Le champ de chaque bobine
est inhomogène. Par la superposition des deux
champs, on obtient entre les deux bobines une
zone présentant un champ magnétique prati-
quement homogène.
L'équation suivante s'applique à la densité de
flux magnétique B dans le cas d'une géométrie
Helmholtz du champ magnétique de la paire de
bobines et d'un courant de bobines I:
3
4
n
2
B
I
0
5
R
n = nombre de spires d'une bobine, R = rayon
de bobine moyen et
magnétique.
Pour la paire de bobines Helmholtz, on obtient:
4
B
7
,
433
10
I
en teslas (I en A).
Bobines dans la géométrie Helmholtz
Fig. 1
4. Exemples d'expériences
Pour réaliser les expériences, vous nécessitez le
matériel supplémentaire suivant :
1 alimentation CA/CC 0–20 V, 5 A @230 V
ou
1 alimentation CA/CC 0–20 V, 5 A @115 V
2 multimètres Escola 100
1 cadre rotatif à bobine plate
= constante de champ
0
1003562
1003561
1013527
1013131
4.1 Induction de tension dans le champ ma-
gnétique
Placez les bobines de Helmholtz sur la
plaque et montez-les en série avec l'alimen-
tation en tension continue en vous servant
d'un ampèremètre.
Vissez le cadre rotatif avec la bobine plate et
ses supports aux fixations transversales des
bobines de Helmholtz, de manière à ce que
la bobine plate puisse être tournée au centre
du
champ
Helmholtz.
Branchez le voltmètre à point zéro central
directement à la bobine plate.
Réglez un courant d'alimentation d'environ
1,5 A pour les bobines.
Actionnez la manivelle et observez la dévia-
tion sur le voltmètre.
Modifiez la vitesse de rotation, jusqu'à ce
que vous obteniez une forte déviation. La vi-
tesse de rotation doit être faible.
Pour obtenir une vitesse de rotation constante, il
est recommandé d'entraîner le cadre tournant
avec un moteur lent (par ex. moteur à courant
continu 12 V, 1001041).
L'allure de la tension peut être observée et me-
surée avec précision à l'aide d'un oscilloscope.
4.2. Détermination du champ terrestre à par-
tir de la tension d'induction
Le même montage permet de mesurer le champ
magnétique terrestre.
Ajustez les bobines Helmholtz de manière à
ce que les champs magnétiques de la bo-
bine soient parallèles à la terre.
Tournez la bobine plate et observez la ten-
sion.
Augmentez le courant au niveau de la bo-
bine de Helmholtz, jusqu'à ce que les sorties
de la bobine plate soient exemptes de ten-
sion d'induction (compensation du champ
magnétique terrestre par le champ de la bo-
bine de Helmholtz).
Le calcul du champ magnétique dans les bo-
bines, lorsque le courant induit est nul, donne la
grandeur du champ magnétique terrestre.
2
homogène
des
bobines
Publicité
