Evolution du champ magnétique dans le solénoïde

Attention

L'intensité du courant ne doit pas dépasser 5 A !

L'objectif est de :

  • déterminer l'évolution du champ magnétique en fonction de la longueur du solénoïde,

  • mesurer l'évolution de B en fonction du courant I,

  • mesurer la perméabilité magnétique du vide \(\mu_0\).

Protocole expérimental :

1- Réaliser le montage schématisé sur la figure ci-dessous:

2- Engager le manche porte-sonde dans le guide. Amener l'ensemble à l'intérieur du solénoïde, de sorte que le zéro de graduation coïncide avec le repère: la sonde est alors au centre du solénoïde, sur son axe.

3- Sélectionner la composante \(B_x\) (longitudinale) sur le boîtier.

4- Vérifier le zéro du teslamètre et régler la sonde si nécessaire (Vérifier régulièrement le zéro car l'électronique chauffe et le zéro se décale sensiblement au court de l'expérience.

5- Brancher de façon symétrique le solénoïde en commençant par le nombre de spires le plus faible.

6- Fermer l'interrupteur K et régler l'intensité I à 5 A

7- Mesurer les composantes \(B_x\) et \(B_z\) du champ magnétique.

8- Recommencer l'opération pour tous les enroulements du bobinage E2 et remplir le tableau:

Sortie n°

\(B_x\)(mT)

\(B_z\)(mT)

1

2

3

4

5

6

7

9- Tracer la courbe \(B_x = f(l)\). Commenter cette courbe. Comment évolue \(B_z\) en fonction de l ?

10- A partir de quelle valeur du rapport \(\frac{l}{R}\) peut-on considérer que le champ \(B_x\) a atteint sa valeur limite ?

11- Utiliser la dernière sortie (7).

12- Faire varier l’intensité I de 0 jusque 5 A et mesurer la composante \(B_x\) du champ magnétique en fonction de I. Remplir le tableau suivant:

I(A)

\(B_x\)(mT) pour \(E_2\)

\(B_x\)(mT) pour \(E_1\) et \(E_2\)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

13- Tracer la courbe \(B = f(I)\).

14- Recommencer l'expérience avec les enroulements \(E_1\) et \(E_2\) en série.

15- Pourquoi ne pas mettre les enroulements en parallèle ?

16- Commenter ces deux courbes. Calculer leur pente et vérifier que le rapport des pentes est dans le rapport des nombres de spires par mètre.

17- Déterminer dans chaque cas la valeur de \(\mu_0\)(on mesurera la pente de chaque courbe).