Induction électromagnétique : questionS

[invite92876ef2]

Bonjour.

Il y a des notions que je n'ai vraiment pas comprises. Merci de m'aider et répondant précisément à ces questions.

Soit un circuit carré, déformable en fonction des cas :

1°) Si on applique un champ magnétique constant B au circuit, et qu'on allonge un des côtés à la vitesse v, on observe un courant électrique.
Quel on semble prendre en compte la seule force -ev^B . Pourquoi on ne prend pas en compte celle qui correspond à la vitesse des électrons dans le circuit ?

2°) Si on applique un champ magnétique variable du temps B(t) au circuit indéformable, on observe un courant électrique, et on ne peut apparemment parler d'aucune force de Laplace. Cela veut dire que l'on ne prend encore pas en compte la force qui correspond à la vitesse des électrons dans le circuit... Enfin, pourquoi on peut parler d'une force électromotrice qui est responsable de l'apparission du courant ?! Ce n'est pas le champs B(t) ?!

3°) Si on applique un champ magnétique non uniforme B(x,y,z,t) au circuit, et qu'on allonge un des côté à la vitesse v, on peut invoquer les forces de Laplace, "mais dans le référentiel lié au circuit on ne peut invoquer que les forces électrique" (c'est mon cours) d'où le champ électromagnétique. Là, je ne comprends pas la phrase entre " ". On parle en plus de référentiel. Pourquoi ???

Merci beaucoup...
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[invitead1578fb]

salut,

tes électrons se déplaçant à une vitesse très élevées, je ne pense pas que la variation de longueur crée quoi que ce soit (ne serait-ce qu'un déphasage de ton courant perceptible)

le champ B(t) montre que le flux de B a travers ton circuit change (comme si tu deplaçais une tige) cette variation de plus crée f.e.m (loi de Faraday), or E=-gradV - dA/dt , ton potentiel vecteur est ici une fonction du temps donc non nul , d'où l'apparition de ton champ électromoteur

enfin les histoires de changements de référentiels viennent du fait que: que ton champ soit variable ou que tu deplaces les tiges, le champ électromoteur s'écrit E=prodvect(v,B) - dA/dt, où v est la vitesse d'entrainement, nulle dans le référentiel local, et non nul en référentiel galiléen.

n'hésite pas à me demander d'être plus clair sur certains points

[invite92876ef2]

Variation de quelle longueur ? Je n'ai pas compris ta première réponse.

Je n'ai pas compris ta deuxième réponse.

Pourquoi tu écris E=prodvect(v,B) - dA/dt ?

Merci de m'aider

[invitead1578fb]

je parle de la distance que les electrons doivent parcourir

Pour la deuxième, tout vient de la loi de Lenz, ce sont les variations de flux de B qui sont a l origine de l induction

et enfin E=-grad V -dA/dt , or gradV=0 donc E=-dA/dt dans otn repère local; ensuite tu change de référentiel donc E' = E + prodvect(v,B)
(je considère le premier repère comme fixe et galilée , le deuxième en translation de vecteur v)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite92876ef2]

Mais pourquoi dans le référentiel lié au circuit on ne peut invoquer QUE les forces électriques ? et les forces de Laplace alors ?!

Merci !!

[invitead1578fb]

parce qu'à t donné , cette force est nulle non ? je vérifie et j te dis

[invite92876ef2]

Ca ne m'est pas physiquement acceptable, car les forces ne dépendent pas du référentiel. A mon avis, mon prof a très mal formulé sa phrase. Qu'a-t-il voulu dire ?

[invitead1578fb]

l'expression de tout vecteur dépend évidemment du référentiel ...

[invitead1578fb]

ce que ton prof veut dire et que je t ai dit c est que v est une vitesse d entrainement du référentiel lié à la barre , nulle localement donc elle revient en passant en Rg, non nulle en Rg directement, ton prof veut vous éviter de compter deux fois la meme chose le jour ou on vous fera changer de référentiels

[invite92876ef2]

Bon sang, j'ai compris ce qu'il vaut dire... Merci beaucoup !!!

Une autre question : e est la fém du circuit. Mais e=RI avec R la résistance du circuit et I l'intensité dans le circuit. Une fém c'est une tension "à vide" c'est-à-dire sans résistance... Comment comprendre e=RI ?

[invitead1578fb]

suppose ton générateur idéal, e=RI c'est juste une loi d'Ohm

[invite92876ef2]

oui... mais appeller "e" une force électromotrice alors qu'il n'y a pas de résistance, c'est bizarre... non ?

[invite92876ef2]

Attend je comprends je crois...

En fait "e" est un fém d'un générateur virtuel, n'est-ce pas ?

[mamono666]

Si tu prends un circuit quelconque et qu'il prend une certaine vitesse dans un champ .

Il va y avoir apparition dans le circuit d'une fem (on dit souvent fem de Lorentz) qui peut se voir comme un générateur "virtuel" qui compense la puissance des forces de Laplace (l'énergie doit se conserver, dans le cas d'induction on parle de loi de lenz)

avec e_L la fem et I le courant dans le circuit.

La puissance de laplace étant:

Il ne s'occupe pas de la vitesse des charges par rapport au conducteur car il s'agit de l'effet Hall. Ce terme en produit vectoriel donne un courant perpendiculaire au courant d'induction auquel on s'intéresse. Donc, on le laisse de côté.

La fem de Lorentz etant définit par: avec le champ électromoteur.

Si jamais il y avais déjà un générateur dans le circuit, il faudra placer le terme du côté du générateur. Par exemple pour une bobine de résistance R avec un générateur U, en mouvement dans un champ B, on aura:

(c'est une loi d'ohm généralisé)

Pour un circuit fixe et un champ variable, on utilise les équations de Maxwell:



D'autre part on sait que

pour retomber sur le champ électromoteur on repart de la loi de faraday:



on a alors la fem (de Neumann) : avec

Dans le cas générale, il faut faire la somme des deux , je n'ai pas compris ce qu'il a voulu dire.