Mercredi 11 juin 2014

Q8. Etablir le bilan de puissance de ces deux circuits couplés :

Q9. Dessiner (sommairement) un transformateur, et établir l’expression de la tension récupérée aux bornes du circuit secondaire en fonction de la tension imposée au circuit primaire. A quoi peut servir un transformateur ayant le même nombre de spires au primaire et au secondaire ?

Q10. Etablir l’équation électrique et l’équation mécanique pour les rails de Laplace générateurs (on négligera l’auto-induction). En déduire le bilan de puissance.

Q11. Etablir l’équation électrique et l’équation mécanique pour l’alternateur (on pourra négliger l’auto-induction). En déduire le bilan de puissance.

Sources de champ magnétique ; cartes de champ magnétique.
– Exploiter une représentation graphique d’un champ vectoriel, identifier les zones de champ uniforme, de champ faible, et l’emplacement des sources.
– Connaître l’allure des cartes de champs magnétiques pour un aimant droit, une spire circulaire et une bobine longue.
– Décrire un dispositif permettant de réaliser un champ magnétique quasi uniforme.
– Connaître des ordres de grandeur de champs magnétiques : au voisinage d’aimants, dans un appareil d’IRM, dans le cas du champ magnétique terrestre.

Lien entre le champ magnétique et l’intensité du courant.
– Évaluer l’ordre de grandeur d’un champ magnétique à partir d’expressions fournies.
– Orienter le champ magnétique créé par une bobine « infinie » et connaître son expression.
Moment magnétique.
– Définir le moment magnétique associé à une boucle de courant plane.
– Par analogie avec une boucle de courant, associer à un aimant un moment magnétique.
– Connaître un ordre de grandeur du moment magnétique associé à un aimant usuel.
Densité linéique de la force de Laplace dans le cas d’un élément de courant filiforme.
– Différencier le champ magnétique extérieur subi du champ magnétique propre créé par le courant filiforme.
Résultante et puissance des forces de Laplace  s’exerçant sur une barre conductrice en translation rectiligne sur deux rails parallèles (rails de Laplace) dans un champ magnétique extérieur uniforme, stationnaire et orthogonal à la barre.
– Établir et connaître l’expression de la résultante des forces de Laplace dans le cas d’une barre conductrice placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire.
– Évaluer la puissance des forces de Laplace.
Couple et puissance des actions mécaniques de Laplace dans le cas d’une spire rectangulaire, parcourue par un courant, en rotation autour d’un axe de symétrie de la spire passant par les deux milieux de côtés opposés et placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire orthogonal à l’axe.
– Établir et connaître l’expression du moment du couple subi en fonction du champ magnétique extérieur et du moment magnétique de la spire rectangulaire.
Action d’un champ magnétique extérieur uniforme sur un aimant.  Positions d’équilibre et stabilité.
Effet moteur d’un champ magnétique tournant.
Flux d’un champ magnétique à travers une surface s’appuyant sur un contour fermé orienté.
– Evaluer le flux d’un champ magnétique uniforme à travers une surface s’appuyant sur un contour fermé orienté plan.
Courant induit par le déplacement relatif d’une boucle conductrice par rapport à un aimant ou un circuit inducteur. Sens du courant induit. Loi de modération de Lenz. Force électromotrice induite, loi de Faraday.
– Décrire, mettre en œuvre et interpréter des expériences illustrant les lois de Lenz et de Faraday.
– Utiliser la loi de Lenz pour prédire ou interpréter les phénomènes physiques observés.
– Utiliser la loi de Faraday en précisant les conventions d’algébrisation.
Auto-induction. Flux propre et inductance propre. Etude énergétique.
– Différencier le flux propre des flux extérieurs.
– Utiliser la loi de modération de Lenz.
– Evaluer et connaître l’ordre de grandeur de l’inductance propre d’une bobine de grande longueur, le champ magnétique créé par un bobine infinie étant donné.
– Conduire un bilan de puissance et d’énergie dans un système siège d’un phénomène d’auto-induction en s’appuyant sur un schéma électrique équivalent.
Cas de deux bobines en interaction. Inductance mutuelle. Circuits électriques à une maille couplés par le phénomène de mutuelle induction en régime sinusoïdal forcé. Transformateur de tension. Etude énergétique.
– Déterminer l’inductance mutuelle entre deux bobines de même axe de grande longueur en « influence totale », le champ magnétique créé par une bobine infinie étant donné.
– Connaître des applications dans le domaine de l’industrie ou de la vie courante.
– Établir le système d’équations en régime sinusoïdal forcé en s’appuyant sur des schémas électriques équivalents
– Établir la loi des tensions pour le transformateur de tension.
– Conduire un bilan de puissance et d’énergie.
Conversion de puissance mécanique en puissance électrique.
Rails de Laplace. Spire rectangulaire soumise à un champ magnétique extérieur uniforme et en rotation autour d’un axe fixe orthogonal au champ magnétique.
– Interpréter qualitativement les phénomènes observés.
– Ecrire les équations électrique et mécanique en précisant les conventions de signe.
– Effectuer un bilan énergétique.
– Connaître des applications dans le domaine de l’industrie ou de la vie courante.
Freinage par induction.
– Expliquer l’origine des courants de Foucault et en connaître des exemples d’utilisation.
– Mettre en évidence qualitativement les courants de Foucault expérimentalement.
Conversion de puissance électrique en puissance mécanique.
Moteur à courant continu à entrefer plan.
– Analyser le fonctionnement du moteur à courant continu à entrefer plan en s’appuyant sur la configuration des rails de Laplace.
– Effectuer un bilan énergétique.
– Citer des exemples d’utilisation du moteur à courant continu.
Haut-parleur électrodynamique.
– Expliquer le principe de fonctionnement d’un haut- parleur électrodynamique dans la configuration simplifiée des rails de Laplace.
– Effectuer un bilan énergétique.