Électromagnétisme
Champ de solénoïde
À l'intérieur du solénoïde B ≈ μ₀(N/L)I — flèches uniformes le long de l'axe.
Champ de solénoïde — simulation interactive de Électromagnétisme. À l'intérieur du solénoïde B ≈ μ₀(N/L)I — flèches uniformes le long de l'axe. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Champ du solénoïde
À l'intérieur du solénoïde, B ≈ μ₀(N/L)I — flèches uniformes le long de l'axe.
À l'intérieur du solénoïde, B ≈ μ₀(N/L)I — flèches uniformes le long de l'axe.
- Champ de solénoïde B ≈ μ₀NI/L
- Uniforme à l'intérieur
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Un solénoïde (une bobine étroitement enroulée) transporte le courant sur ses nombreux tours. Si vous augmentez le courant, l'intensité du champ intérieur évolue-t-elle en proportion directe ?
Des pronostics à peser
- Le champ croît plus vite que le courant, puisque la contribution de chaque tour s'accroît.
- Oui, le champ intérieur est directement proportionnel au courant.
- Le champ intérieur ne dépend pas du courant.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Courant de bobine I (A)
Ce que vous mesurez :
- Champ intérieur B (mT)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage du champ solénoïde et appuyez sur Réinitialiser. Le solénoïde a 400 tours sur une longueur 0.45 m.
- Activez la lecture de l’intensité du champ intérieur.
- Réglez le courant de la bobine pour chaque essai et enregistrez l’intensité du champ intérieur.
Équation gouvernante
Champ intérieur du solénoïde — B = μ₀(N/L)I
Un solénoïde long et étroitement enroulé produit un champ magnétique intérieur presque uniforme défini par la densité de ses spires et son courant : B = μ₀NI/L, où N est le nombre total de spires et L est la longueur du solénoïde.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez B = μ₀NI/L en utilisant μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Comparez avec le tableau.
- Expliquez pourquoi le champ intérieur dépend du nombre de tours par unité de longueur (N/L), et non des tours et de la longueur séparément — un solénoïde plus long avec proportionnellement plus de tours donne le même champ.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Un électro-aimant (comme dans une grue de casse) est essentiellement un solénoïde enroulé autour d'un noyau de fer, qui peut multiplier le champ par un facteur de centaines ou de milliers (la haute perméabilité du noyau). Expliquez pourquoi un solénoïde à noyau d'air comme celui-ci produit un champ beaucoup plus faible pour le même courant et les mêmes tours.
- En dehors d'un solénoïde idéal, le champ magnétique est proche de zéro, contrairement au champ d'un seul fil qui s'étend vers l'extérieur. Expliquez, à l'aide des champs des nombreuses spires individuelles, pourquoi les champs des côtés opposés de la bobine s'annulent en grande partie à l'extérieur mais se renforcent à l'intérieur.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Bienvenue dans le champ du solénoïde
- Sélectionnez le solénoïde
- Appuyez sur Lecture
- Champ à l'intérieur d'un solénoïde
- Ouvrez l'Inspecteur
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
Ouvrir le laboratoire interactif →
Télécharger la fiche de laboratoire →
Champs magnétiques produits par les courants