Champs magnétiques (Solénoïde, bobines plates)

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:

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:

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).