Claim OwnershipExpériences d’électromagnétisme
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Description
Maurice Françon, ancien Professeur de Physique à la Faculté des Sciences de Paris puis à l'Université Pierre et Marie Curie présente, dans ces vidéos, 22 expériences d’électromagnétisme. Ces expériences, aujourd'hui présentées aux étudiants dans le cadre de la plateforme d'expériences de cours de Physique de l'UPMC, s'adressent tout particulièrement aux étudiants en physique et aux enseignants de physique du secondaire et du supérieur.
Vous découvrirez dans ces vidéos des expériences illustrant visuellement et expliquant des phénomènes variés : induction, transformateur, force de Laplace, force de Lorentz, moteur.
Vous découvrirez dans ces vidéos des expériences illustrant visuellement et expliquant des phénomènes variés : induction, transformateur, force de Laplace, force de Lorentz, moteur.
22 Episodes
Reverse
Cette séquence présente deux expériences sur la déviation d'un faisceau d'électrons par un champ magnétique. Dans la première expérience, un aimant est approché d'un faisceau initialement rectiligne d'électrons, qui se courbe sous l'effet du champ magnétique. La deuxième expérience montre la trajectoire circulaire d'un faisceau d'électrons dans un champ magnétique uniforme.
Cette vidéo présente l'expérience historique d'Oersted, qui met en évidence le lien entre phénomènes électrique et magnétique. On y voit un fil parcouru par un courant électrique intense au voisinage duquel on place une boussole. L'apparition du courant dans le fil dévie la boussole qui s'aligne perpendiculairement au fil.
Cette séquence montre les lignes de champ magnétique d'un fil, d'une spire, d'un solénoïde et d'un tore. Ces lignes sont visualisées à l'aide de limaille de fer, qui s'oriente localement le long des lignes de champ.
Cette séquence commence par une présentation théorique de la force de Lorentz exercée par un champ magnétique sur une particule chargée. Suit alors une expérience présentant la déviation d'un faisceau d'électrons sous l'influence d'un champ magnétique uniforme. On constate que la trajectoire dans le champ magnétique est un arc de cercle, et que cette déviation dépend du sens du champ magnétique.
Cette séquence commence par une présentation théorique de la force de Lorentz. Suit alors une expérience présentant les effets de cette force sur un fil suspendu à une potence et dont l'extrémité inférieure est plongée dans un bain de mercure liquide, ce qui permet d'y faire circuler un courant. Le pendule se déplace gauche ou à droite selon le sens de circulation du courant.
Après un exposé théorique sur les forces exercées entre deux fils parcourus par un courant, ce film présente une expérience où deux fils accrochés à une potence sont successivement attirés et repoussés selon que les courants qui circulent sur les deux fils sont dans le même sens ou en sens opposé.
Cette séquence illustre le principe du moteur à courant continu. Une roue dont la partie inférieure trempe dans une rigole de mercure liquide est parcourue par un courant qui circule entre son centre et la rigole de mercure. On plonge la roue dans le champ magnétique d'un aimant en U. Celle-ci se met à tourner de façon continue.
Cette séquence présente une expérience dans laquelle des forces de Laplace créent un couple qui met en rotation un circuit électrique monté sur une pointe.
Ce film présente l'expérience de Laplace, dans laquelle une tige mobile libre de rouler entre deux rails est parcourue par un courant et disposée dans un champ magnétique vertical.
Cette séquence met en évidence la règle du flux maximal. La situation expérimentale est celle d'une spire suspendue à un pendule et faisant face à un aimant. Lorsqu'un courant circule dans la spire, celle-ci tourne de telle sorte que son moment magnétique s'aligne avec le champ magnétique de l'aimant. D'autre part, le pendule s'écarte de sa position d'équilibre car la spire est attirée vers la zone de champ magnétique maximum situé au niveau de l'aimant. Cette situation maximise le flux du champ magnétique, créé par l'aimant, à travers la spire.
Ce film illustre la règle du flux maximal sur un circuit déformable. Celui-ci est constitué d'un fil conducteur souple accroché à l’une de ses extrémités à une potence. Lorsqu'il est soumis à l'action du champ magnétique créé par un électro-aimant, il s'enroule autour du noyau de fer de l'électroaimant.
Cette séquence illustre la règle du flux maximal sur un circuit déformable constitué d'un ressort en forme de spirale dont la pointe inférieure trempe dans un bain de mercure liquide. L'établissement d'un courant variable à travers l'aimant créé un phénomène d'induction qui contracte le ressort (d'après la règle du flux maximal), coupant ainsi le circuit. L'induction cessant, le ressort se détend et replonge dans le bain de mercure, rétablissant la circulation du courant, donc le phénomène d'induction. Le phénomène se reproduit périodiquement, mettant le ressort en oscillation verticale.
Ce film illustre le phénomène d'induction ayant lieu entre deux circuits couplés magnétiquement à l'aide d'un noyau de fer (transformateur). Une force électromotrice n'apparaît dans le circuit secondaire du transformateur que si le circuit primaire est alimenté en courant variable.
Cette expérience historique permet de mettre en évidence la présence du champ magnétique terrestre. Lorsqu'une grande spire est mise en rotation autour d'un axe, un courant induit y apparaît, signe d'un phénomène d'induction. Ce courant est d'autant plus important que le flux du champ magnétique change rapidement.
Cette séquence illustre le principe de l'alternateur. Un aimant est mis en rotation en regard d'une bobine. Il apparaît aux bornes de celle-ci une force électromotrice, d'autant plus importante que l'aimant tourne vite.
Cette séquence illustre l'apparition d'un courant induit dans un circuit lorsque le flux du champ magnétique à travers celui-ci varie dans le temps. La situation expérimentale présentée est celle des rails de Laplace.
Cette séquence illustre l'apparition d'un courant induit dans un circuit lorsque le flux du champ magnétique à travers celui-ci varie dans le temps. La situation expérimentale présentée est celle de la roue de Barlow. Le courant circule dans la roue de Barlow de telle sorte que ce courant est à l'origine de forces de Laplace qui génèrent un freinage de la roue : c'est une manifestation de la loi de Lenz.
Cette séquence illustre l'apparition d'un courant induit dans un circuit lorsque le flux du champ magnétique à travers celui-ci varie dans le temps. La situation expérimentale est celle d'un aimant que l'on déplace au voisinage d'un solénoïde.
Cette séquence illustre l'apparition d'un courant induit dans un circuit lorsque le flux du champ magnétique à travers celui-ci varie dans le temps. La situation expérimentale est celle d'un électroaimant que l'on allume ou éteint rapidement au voisinage d'un autre solénoïde, qui est le siège des courants induits.
Cette séquence met en évidence le phénomène d'auto-induction aux bornes d'une bobine de grande inductance, lorsque l'on coupe brutalement le courant la traversant. Dans une première expérience, le courant est coupé à l'aide d'un interrupteur, une ampoule branchée en parallèle sur l'inductance se met à briller fortement. Dans une deuxième expérience, la coupure du courant est réalisée par le mouvement d'un fil électrique sur une lime.
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