Découverte de l'induction électromagnétique : aimant en mouvement et bobine de cuivre
3ème · Physique-Chimie 3ème
À retenir
• Découvert par le physicien britannique Michael Faraday en 1831, le phénomène d'induction électromagnétique permet de produire de l'électricité sans réaction chimique ni pile. • Expérience fondamentale : lorsqu'on déplace un aimant à proximité d'une bobine de fil de cuivre reliée à un voltmètre, ou qu'on déplace la bobine devant un aimant fixe, une tension électrique apparaît instantanément aux bornes de la bobine : on l'appelle tension induite. • Propriétés expérimentales essentielles : - Si l'aimant et la bobine sont immobiles l'un par rapport à l'autre, la tension induite est rigoureusement NULLE. - Le sens de la tension induite s'inverse quand on inverse le sens du déplacement de l'aimant (approche vs éloignement) ou quand on inverse les pôles de l'aimant (pôle Nord vs pôle Sud). - L'amplitude de la tension induite augmente avec la vitesse de déplacement de l'aimant, avec la force de l'aimant (champ magnétique plus intense) et avec le nombre de spires (tours de fil) de la bobine.
Le cours
Découverte de l'induction électromagnétique : aimant en mouvement et bobine de cuivre • Découvert par le physicien britannique Michael Faraday en 1831, le phénomène d'induction électromagnétique permet de produire de l'électricité sans réaction chimique ni pile. • Expérience fondamentale : lorsqu'on déplace un aimant à proximité d'une bobine de fil de cuivre reliée à un voltmètre, ou qu'on déplace la bobine devant un aimant fixe, une tension électrique apparaît instantanément aux bornes de la bobine : on l'appelle tension induite. • Propriétés expérimentales essentielles : - Si l'aimant et la bobine sont immobiles l'un par rapport à l'autre, la tension induite est rigoureusement NULLE. - Le sens de la tension induite s'inverse quand on inverse le sens du déplacement de l'aimant (approche vs éloignement) ou quand on inverse les pôles de l'aimant (pôle Nord vs pôle Sud). - L'amplitude de la tension induite augmente avec la vitesse de déplacement de l'aimant, avec la force de l'aimant (champ magnétique plus intense) et avec le nombre de spires (tours de fil) de la bobine. Astuce et méthode clé Moyen mnémotechnique : Pour faire naître une tension induite, il faut impérativement du MOUVEMENT RELATIF ! Pas de mouvement = pas de tension. Piège classique à éviter Ne crois pas que le fil de cuivre de la bobine doit être aimanté : le cuivre est un métal non magnétique, c'est uniquement le champ magnétique variable de l'aimant qui met en mouvement les électrons libres du cuivre.
Dans ce chapitre
- Sources d'énergie renouvelables et non renouvelables de 5ème
- Tension électrique continue fournie par les piles de 4ème
- La puissance électrique et ses unités de 3ème
- Découverte de l'induction électromagnétique : aimant en mouvement et bobine de cuivre
- Constitution fondamentale d'un alternateur : rotor (aimant) et stator (bobine fixe)
- Caractéristique de la tension produite par un alternateur : tension alternative périodique
- Représentation temporelle d'une tension alternative sinusoïdale sur un oscilloscope
- Période T d'une tension alternative : définition, mesure sur graphique et unité seconde (s)
- Fréquence f d'un signal périodique : relation f = 1 / T et unité le Hertz (Hz)
- Tension maximale Umax et tension efficace Ueff d'une tension sinusoïdale
- Caractéristiques de la tension du secteur en France (230 V efficaces, 50 Hz)
- Chaînes énergétiques des centrales électriques : thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne
- Rendement d'une chaîne énergétique et pertes inévitables sous forme thermique
- Bilan : Synthèse et méthode sur la production d'électricité et les tensions alternatives