Karteikarten: Champs magnétiques et actions de Laplace — 81 Karten

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1Frage

Qu'est-ce qu'une ligne de champ magnétique ?

Antwort

Une courbe où le champ magnétique est colinéaire en tout point.

2Frage

Comment les lignes de champ magnétique bouclent-elles autour d'un courant ?

Antwort

Elles bouclent selon la règle de la main droite ou du tire-bouchon.

3Frage

À quoi est proportionnel le champ magnétique en un point ?

Antwort

À l'intensité qui circule dans le circuit.

4Frage

Que signifie une ligne de champ magnétique qui boucle ?

Antwort

Qu'un courant traverse la boucle.

5Frage

Que vaut le champ magnétique en un point où deux lignes de champ se croisent ?

Antwort

Le champ magnétique est nul.

6Frage

Quelle est la valeur du champ magnétique à l'intérieur d'un solénoïde infini ?

Antwort

Le champ magnétique vaut 9BC_0 n I 9vec e_z9.

7Frage

Quelle est la valeur du champ magnétique cre9e9 par un fil infini parcouru par un courant I ?

Antwort

Le champ magne9tique vaut 9bc_0 I/(2pi r) 9vec e_theta9.

8Frage

Qu'est-ce que l'approximation dipolaire en magne9tisme ?

Antwort

C'est l'e9tude du champ e0 des distances r tre8s grandes devant la taille L du syste8me magne9tique.

9Frage

Quelle est la formule du champ magne9tique cre9e9 par un dipf4le magne9tique au point P ?

Antwort

9vec B(P)=mu_0/(4pi) [3(vec Mb7vec r)vec r - r^2 vec M]/r^59 avec vec r = overrightarrow{OP}.

10Frage

Comment se calcule le moment dipolaire magne9tique d'un circuit e0 une maille ?

Antwort

Il vaut 9vec M = I vec S9 of9 vec S est le vecteur surface oriente9 selon le courant.

11Frage

Quelle est l'ordre de grandeur du champ magne9tique terrestre ?

Antwort

Il est d'environ 0,5 gauss, soit 0,5 d7 10^{-5} T.

12Frage

Quel est l'ordre de grandeur du champ magne9tique des aimants au ne9odyme ?

Antwort

Il est compris entre 0,3 et 1 tesla.

13Frage

Quel est l'ordre de grandeur du champ magne9tique d'une IRM ?

Antwort

Il est d'environ 6 teslas.

14Frage

Quelle est la formule du flux d'un champ vectoriel \(\vec B\) à travers une surface \(\Sigma\) ?

Antwort

\(\Phi=\iint_{M\in\Sigma}\vec B(M)\cdot\mathrm d\vec S(M)\).

15Frage

Quelle est la valeur du flux magnétique à travers une surface fermée ?

Antwort

Le flux magnétique à travers toute surface fermée est nul.

16Frage

Qu'est-ce qu'un tube de champ ?

Antwort

Une surface fermée formée d'une surface latérale de lignes de champ et de deux surfaces d'entrée et de sortie.

17Frage

Que vaut le flux magnétique à travers les surfaces d'entrée et de sortie d'un tube de champ ?

Antwort

Ils sont égaux lorsqu'ils sont orientés dans le même sens.

18Frage

Comment varie le champ magnétique quand les lignes de champ s'écartent ?

Antwort

Le champ magnétique diminue.

19Frage

Comment varie le champ magnétique quand les lignes de champ se resserrent ?

Antwort

Le champ magnétique augmente.

20Frage

Quelle est la formule de la densité volumique de courant ?

Antwort

La densité volumique de courant est j(M)=n(M)q(M)v(M).

21Frage

Comment calcule-t-on l'intensite9 traversant une surface oriente9e ?

Antwort

L'intensite9 est le flux de la densite9 volumique de courant : I=2_Sjb7dS.

22Frage

Quelle est la formule de la densite9 surfacique de courant ?

Antwort

La densite9 surfacique de courant est j_S=n_Sqv.

23Frage

Que de9crit une distribution line9ique de courant ?

Antwort

Elle de9crit un courant assimile9 e0 un fil.

24Frage

Que de9crit une distribution surfacique de courant ?

Antwort

Elle de9crit une nappe de courant.

25Frage

Que de9crit une distribution volumique de courant ?

Antwort

Elle de9crit des charges en mouvement dans un volume.

26Frage

Qu'est-ce qu'un plan de syme9trie pour une distribution de courant ?

Antwort

C'est un plan of9 le vecteur courant au point syme9trique est le syme9trique du vecteur initial.

27Frage

Qu'impose un plan de syme9trie e0 une distribution de courant ?

Antwort

Le courant doit eatre contenu dans le plan.

28Frage

Quelle est la formule de la force de Laplace sur un élément de circuit ?

Antwort

9da6=I92a692bba692.

29Frage

Comment obtient-on la force re9sultante de Laplace sur une branche ?

Antwort

En inte9grant I92a692bba692 le long de la branche.

30Frage

Comment obtient-on le moment re9sultant de Laplace sur une branche ?

Antwort

En inte9grant 92b0AM97bb(I92a692bba692) le long de la branche.

31Frage

Quelle est la re9sultante des forces de Laplace pour un circuit ferme9 dans un champ uniforme ?

Antwort

Elle est nulle.

32Frage

Quelle est la formule du moment re9sultant subi par un circuit ferme9 e0 une maille dans un champ uniforme ?

Antwort

9293_L=92_Mbb92.

33Frage

Quelle identite9 ve9rifie le double produit vectoriel ?

Antwort

92_ubb(92_vbb92_w)=(92_ub792_w)92_v-(92_ub792_v)92_w.

34Frage

Quelle est la formule de l'énergie potentielle d'un moment magnétique constant ?

Antwort

Elle est donnée par E_{P,L} = -\vec M \cdot \vec B.

35Frage

Quel moment subit un dipôle magnétique rigide dans un champ uniforme ?

Antwort

Il subit un moment \vec\Gamma_L = \vec M \wedge \vec B.

36Frage

Quel est le couple de force résultante sur un dipôle magnétique rigide dans un champ uniforme ?

Antwort

Le couple de force résultante est nul.

37Frage

Que fait un système magnétique dans un champ magnétique uniforme ?

Antwort

Il tend à aligner son moment magnétique avec le champ.

38Frage

Dans quels appareils utilise-t-on l'alignement du moment magnétique avec le champ ?

Antwort

Dans les boussoles et les moteurs synchrones.

39Frage

Quand l’induction apparaît-elle dans un circuit ?

Antwort

Lorsqu’un circuit subit une variation de flux magnétique.

40Frage

Quelle est la formule de la force électromotrice induite selon Faraday ?

Antwort

e = -dΦ/dt avec orientation cohérente entre fem et surface.

41Frage

Que dit la loi de Lenz sur l’effet de l’induction ?

Antwort

L’induction produit un effet qui s’oppose à la variation du flux.

42Frage

Qu’est-ce que l’auto-induction ?

Antwort

L’induction due à la variation du propre flux magnétique d’un circuit.

43Frage

Comment s’exprime le flux propre d’un conducteur parcouru par I ?

Antwort

Φ_propre = L × I où L est l’auto-inductance.

44Frage

De quoi dépend l’auto-inductance L d’un conducteur ?

Antwort

De la géométrie du conducteur et du milieu.

45Frage

Quelle est la tension aux bornes d’une inductance en convention récepteur ?

Antwort

u = L × dI/dt.

46Frage

Quelle est la formule du flux propre d'un circuit parcouru par I ?

Antwort

ϕpropre = LI, où L est l'auto-inductance.

47Frage

De quoi dépend l'auto-inductance L ?

Antwort

Elle dépend de la géométrie du conducteur et du milieu environnant.

48Frage

L'auto-inductance dépend-elle de l'intensité parcourant le circuit ?

Antwort

Non, elle ne dépend pas de l'intensité.

49Frage

Quelle est la formule de l'auto-inductance d'une bobine longue ?

Antwort

L = μ₀N²S/D, avec N spires, section S, longueur D.

50Frage

Qu'est-ce que l'induction mutuelle entre deux circuits ?

Antwort

C'est l'induction supplémentaire due au flux créé par l'autre circuit.

51Frage

Comment s'expriment les flux totaux dans deux circuits couplés ?

Antwort

Chaque flux est la somme d'un flux propre et d'un flux mutuel.

52Frage

À quoi sont proportionnels les flux mutuels entre deux circuits ?

Antwort

Ils sont proportionnels à l'intensité de l'autre circuit.

53Frage

Que vaut le coefficient d'induction mutuelle M quand les orientations sont cohérentes ?

Antwort

M est égal à M1→2 et M2→1.

54Frage

Quelle est la formule des fem induites dans deux circuits couplés ?

Antwort

e1 = −L1 dI1/dt − M dI2/dt et e2 = −L2 dI2/dt − M dI1/dt.

55Frage

Quelle inégalité vérifie le coefficient d'induction mutuelle M ?

Antwort

M est inférieur ou égal à la racine carrée de L1 fois L2.

56Frage

Quelle est la formule de la densité d'énergie magnétique dans un champ B ?

Antwort

εmag = B²/(2μ₀).

57Frage

Quelle est l'énergie magnétique stockée par un dipôle d'auto-inductance L parcouru par un courant I ?

Antwort

Emag = 1/2 LI².

58Frage

Qu'utilise un transformateur pour transférer la puissance sans contact ?

Antwort

L'induction mutuelle.

59Frage

Quelle est la formule du rapport de transformation en tension ?

Antwort

m = u2/u1.

60Frage

Quelle est la formule du rendement d'un transformateur ?

Antwort

η = puissance fournie secondaire / puissance reçue primaire.

61Frage

Quel rendement a un transformateur idéal ?

Antwort

Un rendement égal à 1.

62Frage

Quand un transformateur est-il élévateur de tension ?

Antwort

Quand m > 1.

63Frage

Quelle relation lie le rapport de transformation m aux nombres de spires N1 et N2 ?

Antwort

m = N2/N1.

64Frage

Pour un transformateur idéal, comment se comparent les rapports tension et courant ?

Antwort

m = u2/u1 = i1/i2.

65Frage

Quelle condition est supposée pour un transformateur idéal concernant le flux ?

Antwort

Un flux commun aux deux bobines.

66Frage

Que provoque le mouvement d'un circuit mobile dans un champ magnétique constant ?

Antwort

Il fait varier le flux magnétique, créant une force électromotrice (fem).

67Frage

Que se passe-t-il si un circuit mobile dans un champ magnétique est fermé ?

Antwort

Un courant apparaît et produit une force de Laplace sur le mobile.

68Frage

Quelle est la formule liant la puissance fournie à la fem d’induction et la force de Laplace ?

Antwort

La puissance est ei = FLv.

69Frage

Quelle conversion d'énergie réalise un moteur électrique ?

Antwort

Il convertit la puissance électrique en puissance mécanique.

70Frage

Quelle conversion d'énergie réalise une génératrice ?

Antwort

Elle convertit la puissance mécanique en puissance électrique.

71Frage

Quelles sont les principales catégories de machines électromécaniques ?

Antwort

Les machines linéaires, synchrones, asynchrones et à courant continu.

72Frage

Que combine l’étude d’un circuit mobile ou déformable ?

Antwort

Une loi mécanique et une loi des mailles intégrant la loi de Faraday.

73Frage

Comment est orientée la force électromotrice dans l’étude d’un circuit mobile ?

Antwort

Elle est cohérente avec le vecteur surface.

74Frage

Quelle formule modélise le moment des actions de Laplace dans une machine à courant continu ?

Antwort

ΓL = Ki

75Frage

Quelle formule exprime la fem induite dans une machine à courant continu ?

Antwort

e = Kω

76Frage

Qu'impose un aimant permanent sur le stator d'une machine à courant continu ?

Antwort

Un champ magnétique constant dans l'entrefer

77Frage

Que comporte le rotor d'une machine à courant continu ?

Antwort

Un rotor conducteur relié à un circuit extérieur

78Frage

Quels éléments électriques s'ajoutent en série avec la fem induite dans le modèle électrique d'une machine à courant continu ?

Antwort

Une résistance R et une inductance L

79Frage

Quand une machine à courant continu fonctionne-t-elle en moteur ?

Antwort

Quand le circuit extérieur fournit de l’énergie au rotor

80Frage

Quand une machine à courant continu fonctionne-t-elle en génératrice ?

Antwort

Quand le rotor fournit de l’énergie électrique au circuit extérieur

81Frage

Quelle est la formule du rapport d’impédance vu au primaire d’un transformateur idéal ?

Antwort

Zeq = Z/m²

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1. Une ligne de champ magnétique est une courbe de l’espace au long de laquelle le champ magnétique est colinéaire en chaque point : comment peut-on caractériser cette propriété ?

2. Près d’un courant électrique, comment les lignes de champ magnétique s’organisent-elles typiquement ?

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