Synthèse

Exercice proposé S10-18 : chute d'un cadre conducteur dans un champ magnétique

Un cadre métallique carré se trouve entre les pôles d'un électroaimant (voir figure). La partie supérieure du cadre est dans une région où règne un champ magnétique horizontal approximativement uniforme de valeur B = 1.5 T . Le côté inférieur est en dehors de l'entrefer, où le champ est supposé négligeable. Le cadre est carré, de côté a et de section S ; il est constitué d'aluminium de masse volumique m_o = 2700 kg / m³ et de résistivité r = 2.9 10^-8 Wm . On lache le cadre à l'instant t = 0 .

1. Calculez les forces auxquelles le cadre est soumis lors de sa chute.
2. Calculez sa vitesse en fonction du temps.
3. Montrez que la vitesse tend vers une valeur limite qui ne dépend ni de la grandeur du cadre, ni de la section du fil qui le constitue. Calculez la vitesse limite.
4. Quelle sera la distance parcourue lorsque la vitesse atteindra 90% de sa valeur finale ?

Figure S10-30

Exemple de réponse.

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Dernière mise à jour le 21-09-2001