Leçon 8 — Loi de Laplace — Physique - Chimie Terminale D

I. Mise en évidence

Un conducteur parcouru par un courant électrique et placé dans un champ magnétique subit une force électromagnétique appelée force de Laplace.

La tige dévie lorsque le circuit est fermé et que le champ magnétique existe.
La déviation change de sens si on inverse le sens du courant ou du champ magnétique.
La force disparaît si le courant est nul ou si le champ magnétique est supprimé.

II. Loi de Laplace

Un conducteur rectiligne de longueur ℓ, parcouru par un courant d'intensité I, placé dans un champ magnétique uniforme $\vec{B}$ , est soumis à une force $\vec{F}$ :

\vec{F} = I \cdot \vec{\ell} \wedge \vec{B}

Caractéristiques

Caractéristique	Description
Point d'application	Milieu de la partie du conducteur située dans le champ
Direction	Perpendiculaire au plan formé par le conducteur et $\vec{B}$
Sens	Tel que le trièdre ( $\vec{\ell}$ , $\vec{B}$ , $\vec{F}$ ) soit direct
Valeur	$F = I \cdot \ell \cdot B \cdot \|\sin \alpha\|$

\vec{\ell} \perp \vec{B}

F = I \cdot \ell \cdot B

III. Règle des trois doigts de la main droite

Index : sens du courant I
Majeur : sens du champ magnétique $\vec{B}$
Pouce : sens de la force de Laplace $\vec{F}$

IV. Applications

1. Balance de Cotton

Elle permet de mesurer l'intensité d'un champ magnétique. À l'équilibre, les moments des forces se compensent.

F \cdot d = P \cdot d'

;

F = I \ell B

;

P = mg

Donc

B = \frac{m g d'}{I \ell d}

Si d = d' :

B = \frac{mg}{I \ell}

2. Roue de Barlow

Une roue conductrice parcourue par un courant dans un champ magnétique subit des forces de Laplace successives qui provoquent sa rotation.

3. Haut-parleur

Les variations du courant dans une bobine placée dans un champ magnétique créent une force de Laplace variable qui fait vibrer la membrane et produit le son.

V. À retenir

Condition	Conséquence
I = 0 ou B = 0	Pas de force de Laplace
Inversion de I	$\vec{F}$ change de sens
Inversion de $\vec{B}$	$\vec{F}$ change de sens
$\vec{\ell}$ parallèle à $\vec{B}$	F = 0
$\vec{\ell}$ perpendiculaire à $\vec{B}$	F maximale = IℓB

Créé par Haniel_dev

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