Fonctionnement d'une plaque à induction - Cours et exercices de Physique, Terminale Bac Pro

Le champ magnétique

Champ magnétique créé par un aimant

Les phénomènes magnétiques peuvent être naturels (champ magnétique terrestre, aimant) ou provoqués par le passage d'un courant électrique.(électroaimant).

Un aimant est repéré par ses extrémités : un pôle nord et un pôle sud. En chaque point de l’espace, on peut matérialiser le champ magnétique par un vecteur B.

Sens : du nord vers le sud. Une aiguille aimantée a son pôle nord attiré par le pôle sud de l'aimant et réciproquement.

Direction : tangente aux lignes d’induction (celle d'une aiguille aimantée placée dans le champ).

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Flux magnétique et loi de Faraday

Flux magnétique

Lorsqu'un champ magnétique de valeur B (en tesla) traverse une surface S (en m²) avec un angle ? par rapport à la normale à la surface, le flux en webers (Wb) est égal à : ?=B.S.cos?

Le flux magnétique à travers une bobine de N spire est ?=N.B.cos?

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Loi de Lenz

Sens du courant induit

D'après la loi de Faraday, une variation du flux magnétique dans un circuit fermé crée un courant induit dans le circuit.

Loi de Lenz : le sens du courant induit est tel que, par ses effets, il s'oppose à la cause qui lui donne naissance.

Exemple dont le raisonnement est détaillé sur la figure

Si on approche la face nord d'un aimant de la bobine : pour s'opposer au champ magnétique qui s'approche, il va se créer une face nord face à l'aimant sur la bobine (nord et nord se repoussent).

D'après les méthodes vues précédemment, on en déduit le sens du courant dans la bobine.

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Chauffage par induction

Une bobine (l'inducteur) est alimentée par un générateur de tension alternative. Un disque métallique (l'induit) est placé au-dessus de la bobine. On constate un échauffement du disque métallique.

Interprétation : la bobine alimentée en alternatif produit un champ magnétique variable qui provoque des courants induits dans le disque métallique.

Ces courants volumiques sont appelés « courants de Foucault».

Le chauffage est la conséquence de trois phénomènes physiques :

- création de courant induit ;

- échauffement par effet Joule ;

- conduction de la chaleur dans toute la plaque métallique.

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