Loi d'induction de Faraday
Quand le champ magnétique traversant une boucle de fil change, cela crée une tension dans cette boucle — même sans pile branchée. Changez le champ plus vite, et vous obtenez une tension plus grande ; c'est exactement ainsi que les générateurs transforment le mouvement en électricité.
La formule
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — fem induite (V): la tension créée dans la boucle
- Φ — flux magnétique (Wb): la quantité de champ magnétique traversant la boucle
- t — temps (s): combien de temps dure le changement de flux
Exemple résolu
Le flux magnétique à travers une boucle chute de 6 webers en 3 secondes. Quelle tension est induite ?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Testez-vous
Le flux change toujours de 6 webers, mais cela se produit maintenant en seulement 2 secondes au lieu de 3. Quelle est la tension induite maintenant ?
- 2 V
- Bonne réponse: 3 V
- 12 V
Correct ! Un changement plus rapide signifie plus de tension : 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Selon la loi de Lenz, le courant induit par un flux changeant créera son propre champ magnétique qui…
- Bonne réponse: s'oppose au changement de flux
- suit le changement de flux
- n'a aucun effet sur le flux
Exact — le courant induit lutte toujours contre le changement qui l'a créé, c'est pourquoi la formule a un signe moins.
Où vous le voyez
Toutes les centrales électriques de la planète sont cette loi à l'échelle industrielle : des aimants en rotation balaient un flux variable à travers des bobines, et il en sort la tension qui parvient jusqu'à votre prise murale. La dynamo de vélo en est l'édition de poche — votre pédalage fait tourner un aimant, et le phare brille sans aucune pile dans le circuit.
Erreurs courantes
L'essentiel est le changement : un champ magnétique énorme mais parfaitement constant à travers une boucle n'induit rien — seul un flux variable produit une tension, ε = −ΔΦ / Δt. C'est ensuite une vitesse, pas une quantité : le même changement de 6 Wb effectué en 2 s au lieu de 3 s fait monter la tension de 2 V à 3 V. Et le signe moins, c'est la loi de Lenz — le courant induit s'oppose toujours au changement qui l'a créé, refusant tout repas gratuit.
Comment cela s'articule
Cela complète le couple que la force de Lorentz a commencé : les champs poussent les charges, et désormais les champs variables créent les tensions qui mettent les charges en mouvement — sans aucune pile. L'opposition de Lenz, c'est la conservation de l'énergie qui parle, et la résonance en courant alternatif, ensuite, est ce qui arrive quand cette tension induite rencontre un condensateur dans un circuit piloté en va-et-vient.