Électromagnétisme 4 : Matériaux ferromagnétiques

Exercice 1

1. • Effectuer les 4 étapes : analyse de invariances, des symétries, choix de la courbe d’Ampère et théorème d’Ampère (dans un milieu magnétique).
   • Sur quelle surface doit-on intégrer B ? Cette surface est-elle dans le tore ou en dehors ?
   • Quelle relation existe-t-il entre et dans un matériau doux ?
   • La surface d’une spire est orientée selon .
2. • La méthode est très similaire à la question précédente.
3. • Utiliser la loi de Faraday.
   • Représenter le schéma électrique équivalent.
4. • Passer l’équation différentielle en complexes.
   • est proportionnel à si la fonction de transfert est indépendante de .

Exercice 2

1. • Le cycle d’hystérésis doit-il être fin ou épais ?
2. • Relier et dans le matériau doux. Que vaut la perméabilité magnétique du matériau doux ?
3. • Utiliser la conservation du flux de sur une petite surface à cheval sur l’interface.
4. • Quel est le courant enlacé par la ligne de champ moyenne ?
5. • La relation de la question précédente est une fonction linéaire. La représenter graphiquement sur le cycle d’hystérésis.
6. • Lire graphiquement les intersections entre le cycle d’hystérésis et la droite tracée précédemment.

Exercice 3

1. • Faire le lien entre l’hystérésis et la notion de mémoire du matériau.
   • Faire le lien avec les aimants du quotidien (aimant de réfrigérateur, boussole…).

Exercice 4

1. • Faire l’inventaire des moments s’exerçants sur l’aiguille de la boussole.
   • Rappeler l’expression du TMC (dans sa version en rotation autour d’un axe fixe).
   • Montrer que l’équation différentielle régissant le mouvement de l’aiguille est celle d’un oscillateur harmonique et donner l’expression de la période des oscillations.
   • La vidéo permet d’estimer la période des oscillations. En déduire le moment magnétique de la boussole.