Création de l'électricité
Matériel :
_ une bobine de cuivre
_ un support pour faire tourner la bobine
_ un aimant
_ un multimètre
_ cable
Hypothèse :
Si l’expérience a été correctement réalisée un courant alternatif devrait être observé quand on bouge la bobine mais si la bobine reste fixe alors il ne devrait y avoir aucun courant de créé.
Manipulation :
- Prendre la bobine la placer sur le support
- Brancher de la bobine sur le multimetre fonction amperemètre
- Faire tourner la bobine et approcher l'aimant
- Relever les meusures sur l'ampèremètre
Explications:
Quand on déplace un aimant près d'une bobine de cuivre on observe la création d'un courant alternatif à l'intéririeur de la bobine de cuivre. Si on arrete de bouger l'aimant, alors le courant s'estompe mais si on donne un mouvement à la bobine alors un courant induit est créé car peu importe l'élément qui bouge tant que la distance ou l' orientation entre les deux varie . On peut expliquer ce phénomène grâce aux variations de flux et à la loi lenz qui dit que la bobine créé un champs magnétique pour « contrer » celui de l'aimant et l'opposition de ces champs magnétiques créés le courant induit. Plus la vitesse de l'un des eléments est grandes plus le courant induit grandit. Le courant induit est alternatif car l'orientation des pôles de l'aimant par rapport à la bobine ne cesse de changer à cause du mouvement nécessaire à la création du courant induit, si c'est le pôle qui est vers la bobine alors on observera un courant induit, si c'est le pôle + qui est vers la bobine alors le courant induit sera négatif et vis-et-versa car le courant induit essage de ramené le courant à un stade 0 ( pas de courant).
Chute ralentie
Matériel nécessaire
- aimant néodyme de diamètre d(1) = 12 mm
- aimant néodyme de diamètre d(2) = 20 mm
- tube en plastique PVC transparent de diamètre intérieur d(3) = 12 mm
Hypothèse
Si l'expérience fonctionne correctement, l'aimant en chute dans le tube devrait « rebondir » sur le même pôle de l'autre aimant et remonter dans le tube.
Réalisation
- Fixer l'aimant de diamètre p(2) à la base du tube de manière à ce qu'il ne bouge pas, pôle nord vers le haut.
- Stabiliser le tube verticalement sur un socle afin qu'il ne bouge pas lors de la réalisation de l'expérience.
- Laisser tomber l'aimant de diamètre p(1) dans le tube en l’insérant par le haut, pôle nord vers le bas (il faut que les deux pôles qui se rencontrent soit identiques.
Observer…
Explications
Les deux pôles nord des aimants s'oppose. En temps normal, lorsque l'on fait s'opposer deux même pôles d'aimant dans nos mains, il est difficile de coller les deux aimants l'un à l'autre.
Mais lorsque les deux aimants sont contenus dans un espace restreint (ici, un tube) la force des aimants néodymes est telle que le champ magnétique de l'aimant en chute est violemment renvoyé par le champ magnétique de l'autre aimant qui est fixe.
Cependant, le phénomène n'est pas infini, l'aimant en chute se stabilise et fini par ne plus bouger mais reste quand même en suspension dans l'air.
L'électro-aimant
Matériel nécessaire :
- Un electro aimant
- un générateur
- Des fils electrique
Hypothèse :
L'électroaiment créer un champs magnetique, qui permet de réagie a d'autre type aimant, tel que les ferrofluides, la limaille de fer, ou un autre aimant néodyme.
Un electroaimant est plus puissant que un aimant neodime classique
Préparation :
- Brancher l'electroaimant au generateur
- Configurer le générateur de maniere a ce que il soit sur alternatif ainsi que 6V
- Allumer le générateur
- Mettre au contact de l'electroaiment un aimant neodyme classique
- Mettre au a proximiter de l'electroaimant de la limaille de fer ou des ferrofluides.
- Observer…
- La limaille de fer et les ferrofluides vont avoir tendance a avoir la meme forme,
L'electricité, passant dans la bobine créé un champs magnétique, le sens de ce dernier est à gauche du sens du courant. Ce champ magnétique agit alors comme un aimant avec un coté postif et un coté négatif.
La limaille est folle!
Matériel :
_ de la limaille de fer
_ un aimant néodyme
_ une petite vitre
Hypothèse :
Si l’expérience a été correctement réaliser la limaille de fer en tas devrais se drésser en pique au passage de l'aimant néodyme
Manipulation :
- Prendre la limaille de fer et la placer sur la petite vitre en tas.
- Passons l'aimant néodyme dessous
- Observer...
Explication :
Un matériau ferromagnétiques s'organise en petits domaines dits « domaines de Weis » de dimension inférieure au millimètre.
Chaque domaine possède nativement une aimantation dont l’orientation est aléatoire.
Ainsi l’aimantation globale de l’échantillon est nulle
Quand l’échantillon est soumis à un champ magnétique extérieur, les aimantation de ces micro domaines s’orientent progressivement suivant la direction du champ magnétique extérieur.
Lorsque le champ magnétique appliqué est suffisant, tous les domaines de Weis ont leur aimantation alignée suivant le champ extérieur appliqué.
La technique qui consiste à visualiser un spectre à l’aide de limaille de fer consiste à orienter les domaines de Weis du fer suivant le champ magnétique appliqué, il en résulte alors une aimantation des grains de limaille.
Les dipôles magnétiques formés s’attirent mutuellement et s’alignent le long des lignes de champ.