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Montage de physique n°15 (agrégation 2011) :
Production et mesure de champs magnétiques.

Transcription des notes manuscrites de préparation à l'agrégation. Les schémas et le détail des calculs sont dans le document original : télécharger le montage manuscrit (PDF, 2 pages).

Remarques du jury

Connaître la sonde à effet Hall ; solénoïde non infini ; pas seulement de petits champs ; autre chose que la sonde de Hall ; pas seulement l'entrefer.

Mesure de B

Composante horizontale du champ magnétique terrestre

Boussole au centre d'une bobine plate horizontale : on mesure la déviation α ; \(B_{H,T} = \dfrac{\mu_0NI}{2R\tan\alpha}\). Attention : éloigner les alimentations, rayon moyen, latitude ; changer le sens du courant à cause des frottements.

Teslamètre, sonde à effet Hall

U_H tel que \(\vec F_E = -\vec F_B\), d'où \(U_H = \dfrac{IB}{nqa}\), si l'on connaît n.

Fluxmètre, loi de Faraday

\(e = -\dfrac{d\Phi}{dt}\), donc \(-\int e\,dt = SB\) : montage intégrateur à amplificateur opérationnel, \(U_s = -\dfrac{1}{RC}\int U_e\,dt\).

Production de champ B constant

Bobines de Helmholtz espacées de leur rayon : profil B(x) uniforme au centre.

Production de fort champ B : l'électroaimant

Sonde de Hall dans l'entrefer e : \(B \approx \mu_0\dfrac{NI}{e}\) tant que \(e \gg l/\mu_r\) ; B en fonction de 1/e.

Autres méthodes : effet Zeeman, SQUID.

Bibliographie

• Quaranta, Dictionnaire de physique expérimentale, tome 3
• Tec&Doc, PCSI