Mesure de l'intensité du champ magnétique

[JayTo35]

Bonjour à tous j'ai un exo qui me pose problème. Voici l'énoncé

Doc 1 Mesure d'un champ

On utilise le fait que la composante horizontale bh du champ magnétique terrestre (projection du vecteur magnétique terrestre dans le plan horizontal) est connue sur le lieu de l'expérience. On utilise une boussole posée sur une table horizontale. On oriente la boussole pour que l'aiguille soit orientée suivant la direction Nord-Sud (Magnétique) dd la Terre. On approche la source du champ à mesurer de telle sorte que le champ crée par cette source soit perpendiculaire à la direction Nord-Sud et que l'aiguille dévie de 45*. On en déduit alors la valeur du champ B créé par la source.

Doc 2 Les aimants d'un jeu de construction

Les aimants du jeu de construction Geomag sont de petits aimants droits de dimension 1,06 pouce (27 mm) et utilisés en association avec des sphères métalliques ferromagnétiques. Le champ magnétique maximal généré par un aimant est de l'ordre de plusieurs dizaines de milliteslas. Comme pour un aimant droit, le champ magnétique créé par un aimant Geomag est maximal dans l'axe de l'aimant et décroît avec la distance d, mesurée au centre de l'aimant, selon une loi en 1/d^3.

On souhaite mesurer le champ magnétique maximal généré par un aimant Geomag. Pour cela, on réalise l'expérience de la déviation de l'aiguille d'une boussole décrite dans le document 1 avec cet aimant et on trouve une distance de d = 14 cm entre le centre de l'aimant et la boussole. Sur le lieu de l'expérience, la valeur de la composante horizontale du champ magnétique terrestre est Bh = 2,0x10^-5 T

a: Déterminer la valeur B du champ magnétique créé par l'aimant Geomag au niveau de la boussole.

b: Déterminer la valeur Bmax du champ magnétique maximal créé par l'aimant Geomag.

c: Quelle est la principale source d'incertitude dans cette expérience ?

Mes éléments de réponse:

a: D'après le champ de résultant, Bh = B donc B = 2,0x10^5 T.

b: Je ne sais pas trop la formule à utiliser, je sais que nous avons la formule 1/(d^3), l'ordre de grandeur du résultat et d = 14 cm (ou 14x10^-2 m ?)

c: Il existe de nombreux autres aimants et générateurs de champ magnétique, ils peuvent être présents lors de l'expérience

Merci pour votre aide
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
La question n’est pas très claire.
J’imagine qu’ils demandent le champ au niveau de la surface du Geomag. Il suffit donc d’appliquer la règle de proportionnalité avec l’inverse du cube de la distance avec 14 cm et 27/2 mm.
En supposant que la manip est faite avec la boule dans le même méridien magnétique (au sud ou au nord) et orientée E-W.
Parce que la manip pourrait être faite avec la boule orientée E-W mais placée à l’est ou au ouest de la boussole.

La principale source d’erreur est dans la rédaction de la description de la manip.
L’orientation de la boule n’est pas critique car les champs varient comme le cosinus de la désorientation. Une erreur de 10° ne fait que 2% d’erreur.
Une autre source d’erreur est la dépendance avec 1/d³. Je ne suis pas sur qu’elle soit valide pour des faibles distances (comparées au diamètre de la boule).
Au revoir.

[phys4]

Mes éléments de réponse:

a: D'après le champ de résultant, Bh = B donc B = 2,0x10^5 T.

b: Je ne sais pas trop la formule à utiliser, je sais que nous avons la formule 1/(d^3), l'ordre de grandeur du résultat et d = 14 cm (ou 14x10^-2 m ?)

c: Il existe de nombreux autres aimants et générateurs de champ magnétique, ils peuvent être présents lors de l'expérience

Bonjour,
La réponse a est correcte, il faudrait justifier un peu mieux pourquoi il y a égalité
Pour b, il faut faire le calcul du champ au bord de l'aimant qui mesure 27 mm en connaissant son champ à 140 mm

Pour c, il ne faut pas inventer mais donner une réponse qui correspond au problème : que pensez vous de la loi en inverse du cube de la distance au voisinage de l'aimant ?