Électromagnétisme
89. Définition
On appelle électromagnétisme la branche de la physique qui traite de l'intensité, de la direction et des effets d'un champ magnétique produit par la circulation d'un courant électrique dans un conducteur.
90. Champ magnétique autour d'un conducteur
Quand un courant électrique continu parcourt un conducteur, un champ magnétique se crée autour de lui suivant des lois bien définies.
Pour le démontrer, on utilise un morceau dé carton traversé perpendiculairement par un conducteur rectiligne.
On saupoudre ce carton de limaille de fer et l'ont fait passer le courant en tapotant légèrement le carton, afin de faciliter l'orientation de la limaille qui se place alors en cercles concentriques autour du fil.
Si l'on remplace la limaille par de petites boussoles, leurs aiguilles s'orientent de manière que les lignes de force entrent par le pôle sud et sortent par le pôle nord.
Si l'on inverse le courant dans le conducteur, la direction du champ magnétique s'inverse aussi.
Avec un conducteur vertical, lorsque le courant descend, les lignes de force suivent le sens du mouvement des aiguilles d'une montre (fig. 8.1), quand le courant monte, les lignes de force suivent le sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre.
Règle de la main droite
La règle de la main droite est valable lorsqu'on a adopté le sens conventionnel du courant (du + au - ).
L'usage se répand de plus en plus d'adopter le sens électronique du courant (du - au +) ; dans ce cas, on applique la même règle, mais avec la main gauche.
Si l'on saisit un conducteur avec la main droite, le pouce étant dirigé dans le sens du courant, les doigts indiquent le sens des lignes de force autour du conducteur (fig. 8.2).
Fig. 8.2 Règle de la main droite
91. Champ magnétique autour de deux conducteurs parallèles
Étant admis qu'un courant continu engendre un champ magnétique autour d'un conducteur avec un "nord" et un "sud" diamétralement opposés.
Il est logique de conclure que deux courants parallèles et de même sens s'attirent, puisque les champs magnétiques présentent deux pôles de signes contraires qui se font face ; tandis que deux courants parallèles et de sens contraires se repoussent, les deux pôles étant de même signe.
Deux courants qui se croisent tendent à devenir parallèles et de même sens.
Dans la figure 8.3,* on voit que les courants de même sens (a) créent des champs magnétiques dont les lignes de force ont tendance à rapprocher les conducteurs ; au contraire, lorsque les courants sont en sens inverse (b) les lignes de force ont, entre les conducteurs, le même sens : elles se repoussent ayant ainsi tendance à écarter l'un de l'autre les conducteurs.
Fig. 8.3 Champs magnétiques de circuits parallèles
Le signe + indique que le courant s'éloigne de l'observateur et le signe • qu'il s'en rapproche. Rappelons que nous appliquons ici la règle de la main droite.
Si l'on approche un conducteur d'un cadre mobile, tous deux parcourus par un courant continu, l'un des côtés du cadre est attiré : il forme avec le conducteur un champ magnétique aux lignes de force allongées qui cherchent à se raccourcir et rapprochent ainsi les conducteurs l'un de l'autre ; l'autre côté du cadre est repoussé pour des raisons contraires.
Le phénomène s'explique par le fait que le courant qui parcourt le côté attiré est de même sens que celui du conducteur, tandis que le courant qui parcourt le côté repoussé est de sens contraire.
92. Solénoïde
On appelle solénoïde un conducteur enroulé en spirales équidistantes, parallèles, de même rayon et dont l'axe est commun (fig. 8.4a).
Fig. 8.4 Solénoïde
Un courant continu qui le parcourt crée un champ magnétique équivalent à un groupe de petits aimants s'attirant par leurs pôles de noms contraires.
Les spires constituent des conducteurs parallèles parcourus par un courant de même sens et le sens des lignes de force qui se forment à l'intérieur nous est donné par une petite boussole : elles sont parallèles à l'axe et créent un champ magnétique uniforme.
Si le fil est enroulé sur une bobine annulaire, on obtient un circuit magnétique fermé (fig. 8.4b).
En appliquant la règle de la main droite, on trouve facilement la polarité du solénoïde; les doigts étant placés dans la direction du courant, le pouce pointe vers le pôle nord du solénoïde.
93. Production de pôles
L'induction magnétique produite par un aimant ou par un solénoïde engendre toujours, sur l'extrémité d'une pièce magnétique placée près de lui, un pôle contraire au pôle inducteur ; il en résulte donc une force d'attraction entre les deux pôles.
De plus, les lignes de force tendent à se raccourcir et le pôle inducteur attire le pôle induit. C'est ce qui explique que les pièces magnétiques soient attirées.
94. Force magnétomotrice
La force d'aimantation produite par le passage du courant dans une bobine ou un solénoïde s'appelle force magnétomotrice.
Elle force le flux magnétique à passer dans le circuit et sa puissance dépend du nombre de tours du conducteur et de l'intensité du courant qui circule.
La force magnétomotrice équivaut à la force électromotrice des circuits électriques; on la considère comme une tension magnétique. Son symbole est ƒ.
95. Ampères-tours
Le produit NI de l'intensité I du courant qui circule dans un solénoïde par le nombre de spires N de celui-ci représente la force magnétomotrice du solénoïde exprimée en ampères-tours.
Un ampère-tour est la force magnétomotrice produite par un ampère faisant un tour (ou 1/2 ampère faisant 2 tours).
Une bobine de 25 spires parcourue par un courant de 4 ampères, possède une force magnétomotrice de
ƒ = 25 X 4 = 100 ampères-tours
Un ampère-tour vaut
4π = 1.257 gilbert
96. Gilbert
Le gilbert est la force magnétomotrice nécessaire pour produire une induction magnétique de 1 gauss dans un circuit électromagnétique de réluctance 1.
Exprimée en gilberts, la force magnétomotrice d'une bobine est égale à 1.257 fois le produit de l'intensité du courant par le nombre de tours de la bobine.
ƒ = 1.257 NI
97. Gauss
Le gauss est l'unité d'induction électromagnétique.
C'est le flux ou le nombre de lignes de force à travers l'unité de section placée à angle droit de la direction du flux (cf. fig. 7.10). Un gauss équivaut à une ligne de force par centimètre carré.
98. Réluctance
La réluctance, analogue à la résistance électrique, est l'opposition qu'offre un corps au passage des lignes de force magnétiques ; elle possède toutefois une caractéristique propre : sa valeur, pour les corps magnétiques, varie avec l'intensité du flux.
Au contraire, dans les corps non magnétiques, la réluctance reste constante. Une force de 1 gilbert agissant sur un circuit magnétique de 1 unité de réluctance, produit un flux de 1 maxwell.
D'où la formule générale :
ℜ = ƒ / Φ
Le nom de l'unité de réluctance n'a pas encore été établi officiellement ; on a proposé le "rel".
La réluctance d'une substance magnétique est directement proportionnelle à la longueur du circuit magnétique et inversement proportionnelle à la section et à la perméabilité µ du noyau
ℜ = l / (µ x S)
formule dans laquelle
l = longueur moyenne du circuit en centimètres ou en pouces
S = surface de la section du noyau en centimètres carrés ou en pouces carrés
µ = coefficient de perméabilité pour les corps magnétiques.
Pour l'air et les corps non magnétiques, on admet µ = 1.
On peut utiliser les formules suivantes:
l (en cm) / µS (cm²) ou
l (en po) 0.39 / µS (po²)
Dans la formule de droite le coefficient 0.39 donne une erreur relative de 0.5%. Pour un calcul très précis il faudrait employer 0.3937.
99. Perméance
La perméance s'apparente à la conductance des circuits électriques: c'est la facilité avec laquelle un circuit magnétique se laisse traverser par les lignes de force magnétiques.
La permanence est donc l'inverse de la réluctance
p = 1 / ℜ
Le tableau suivant donne la correspondance des unités magnétiques et des unités électriques employées dans la loi d'OHM.
100. Réluctivité
La réluctivité, de symbole v (Lettre grecque nu), est la réluctance spécifique par cm³ d'une substance magnétique. Sa valeur est l'unité pour les corps non magnétiques et varie, pour les corps magnétiques, avec le changement de densité du flux.
101. Comparaison des circuits magnétiques aux circuits électrique
Des définitions, on peut déduire l'analogie qui existe entre les deux genres de circuits.
Dans un circuit électrique, la pression ou force électromotrice E doit vaincre la résistance R pour faire circuler le courant électrique I.
Dans un circuit magnétique, la pression ou force magnétomotrice doit vaincre la réluctance pour faire circuler le flux magnétique Φ.
Les équations de la loi d Ohm
E = IR
I = E/ R
R = E/I
peuvent se transcrire
ƒ = Φℜ
Φ = ƒ / ℜ
ℜ = ƒ / Φ
II existe néanmoins des différences importantes entre les deux circuits.
a) Dans un circuit électrique la résistance varie proportionnellement à I, si la tension reste constante.
Au contraire, dans un circuit magnétique, la reluctance ne varie pas proportionnellement au flux, car le coefficient de perméabilité d'un corps magnétique varie lui-même avec l'intensité du flux.
En d'autres termes, la résistivité d'un corps reste constante tandis que la réluctivité d'un même noyau magnétique ne l'est pas.
b) Dans un circuit électrique, l'air constitue un isolant, alors qu'il est traversé par les lignes de force dans un circuit magnétique (entrefer, par exemple).
c) Dans un circuit électrique, le courant se rend d'un point à un autre en suivant un chemin parfaitement déterminé. Dans un circuit magnétique, il existe seulement une direction du champ magnétique.
Application 8.01
Calculer le nombre d'ampères-tours nécessaires pour entretenir un flux magnétique de 40,000 maxwells dans le solénoïde à noyau d'air de la figure 8.5.
Solution
D = (6 + 4.8) / 2 = 5.4 (diamètre moyen)
NI = ƒ / 1.257 = 0.8 ƒ
ƒ = Φℜ
ℜ = 0.39 X l po / S po.²
l = 5.4 x 3.14 X 16.96 pouces
S = D² X 0.7854 = (6 - 4.8 / 2) X 0.7854 = 0.3 po²
ℜ = 0.39 X 16.96 / 0.3 = 22.04
ƒ = 22 X 40000 = 880000 gilberts
NI = 0.8 X 880000 = 704000 ampères-tours
Application 8.02
Calculer le nombre d'ampères-tours nécessaires pour entretenir un flux d'induction de 30000 maxwells dans un circuit annulaire en fer doux ayant les dimension données dans la figure 8.6.
Solution
NI = 0.8ƒ
ƒ = ℜΦ
Φ= 30000 maxwells
ℜ (Total) = ℜ(fer) + ℜ(entrefer)
ℜ(fer) = 0.39 [(3.14 x (6+4.8) / 2) - 1] / (µ x 0.7854 X (0.6)²) = (0.39 X 15.96) / (µ X 0.283)
µ dépend de B qui est égal à Φ/S = 30000 / 0.283 = 106000 max/po²
µ= environ 400 (table, ci-haut)
ℜ(fer) = (0.39 X 15.96) / (400 X 0.283) = 0.055
ℜ(entrefer) = (0.39 x 1") / (1 x 0.283) = 1.378
ℜ(totale) = 0.055 + 1.378 = 1.433
ƒ = 1.433 X 30000 = 42990 gilberts
NI = 0.8 X 42990 = 34392 ampères-tours.
102. Saturation magnétique — Point de saturation
La force du champ magnétique d'un électro-aimant (solénoïde à noyau de fer ou d'acier doux), comme les pôles d'un générateur, dépend de la réluctance du circuit magnétique et du nombre d'ampères-tours.
Généralement, le nombre de spires du solénoïde reste fixe et le nombre de lignes de force varie suivant la force du champ.
Mais l'augmentation de l'induction n'est pas proproportionnelle à celle du champ ; on a vu que la perméabilité magnétique diminue au fur et à mesure que le champ magnétique augmente de valeur.
En d'autres termes, la réluctivité d'un corps magnétique n'est pas une constante, au contraire de la résistivité (électrique) des corps qui garde la même valeur quelle que soit l'intensité du courant.
On explique la saturation magnétique par la théorie moléculaire.
Les molécules d'un corps non aimanté sont disposées irrégulièrement, au hasard, (fig. 8.7a) et, dans l'ensemble, leurs forces s'annulent.
Fig. 8.7 Saturation magnétique
Quand on soumet un corps magnétique à l'action d'un champ magnétisant, les molécules se placent graduellement dans un ordre symétrique et le corps s'aimante progressivement.
Lorsque les molécules sont toutes alignées dans le sens du champ magnétique, la saturation est atteinte (fig. 8.7b).
Un corps magnétique est saturé
lorsqu'il ne peut plus absorber davantage de lignes de force.
Les corps non
magnétiques ne peuvent pas se saturer.
Avant d'atteindre la saturation, il existe un degré d'aimantation, variable suivant la nature du noyau, à partir duquel l'augmentation des ampères-tours ne produira plus qu'une faible augmentation de l'induction.
La figure 8.8 montre une courbe d'aimantation de l'acier recuit en feuille.
Fig. 8.8 Courbe d'aimantation (acier recuit)
On l'obtient en portant en abscisse la force du champ H (oersteds) et en ordonnée la valeur de l'induction B (gauss).
L'élève doit garder à l'esprit que la perméabilité magnétique intervient dans la valeur de B, alors qu'elle n'intervient pas dans la valeur de H.
On constate que la courbe s'élève presque verticalement au début, puis elle commence à s'infléchir légèrement pour devenir enfin presque horizontale.
C'est ainsi qu'un champ magnétisant de 1 oersted suffît à engendrer une induction de 8000 gauss.
Pour obtenir 14000 gauss (point s), soit une augmentation de 6000 gauss, il faut décupler la force du champ.
Si l'on veut dépasser le point s pour arriver à 18,000 gauss, soit une augmentation de seulement 4,000 gauss, il faudra centupler la force du champ.
On appelle point de saturation le point s, à partir duquel l'augmentation de la force du champ devient disproportionnée à l'accroissement de l'induction.
En dehors de quelques cas particuliers, on ne poussera jamais l'aimantation au delà de ce point.
103. Courbes d'aimantation
Considérons le circuit magnétique de la figure 8.4b en supposant que le solénoïde comprenne 600 spires. Si l'on envoie dans la bobine un courant de 2 ampères la force magnétomotrice est
ƒ = 2 X 600 X 1.257 = 1508 gilberts
D'autre part, la longueur du circuit est de
(6.75 + 5.25 / 2) x 3.14 = 18.84 centimètres
1508 gilberts représentent la force magnétomotrice nécessaire pour magnétiser un circuit magnétique de 18.84 centimètres en y créant un nombre déterminé de lignes de force.
Pour magnétiser 1 centimètre de ce même circuit, il faut
1508 / 18.84 = 80 gilberts
Le nombre de gilberts nécessaires par centimètre de longueur pour un degré ^aimantation déterminé est appelé force magnétisante et on l'exprime en oersteds.
Dans le cas précédent, on aurait donc H = 80 oersteds et l'on pourrait alors calculer la force magnétomotrice pour magnétiser dans les mêmes conditions un circuit magnétique de longueur 1 = 30 centimètres
ƒ = 80 X 30 = 2400 gilberts
On soumet des échantillons à des forces magnétiques différentes, puis on utilise les résultats obtenus à partir de quelques oersteds jusqu'à des valeurs couvrant largement les besoins industriels.
On trace alors les courbes B/H qui permettront d'abréger considérablement les calculs relatifs aux circuits magnétiques.
La figure 8.9 montre les courbes d'aimantation pour l'acier doux, coulé, la fonte, le fer forgé et l'acier recuit en feuille.
Fig. 8.9 Comparaison de courbes d'aimantation
On voit que pour l'acier doux, par exemple, un champ magnétique H de 15 oersteds produit une induction B de 12000 lignes par centimètre carré de section (12000 gauss).
A partir de ces données on peut très facilement calculer les différentes caractéristiques d'un circuit magnétique :
le flux Φ = HS
la perméabilité µ = B/H
la réluctance ℜ = H/B
le nombre d'ampères-tours NI = H/1.257
Application 8.03
On doit obtenir un flux d'induction de 6,250 lignes dans un anneau d'acier recuit en feuille tel que celui de la figure 8.4b. La bobine est constituée de 600 spires. On demande quelle est l'intensité du courant à envoyer.
Solution :
Section de l'anneau
S = ((6.75 - 5.25)/2)² X 0.7854 = 0.442 cm²
Longueur de l'anneau l = ((6.75 + 5.25)/2) X 3.14 = 18.84 cm
Densité du flux Φ = 6250 / 0.442 = 14140 gauss
La courbe d'aimantation de l'acier recuit en feuille (fig. 8.9) indique qu'une densité de flux de 14,140 gauss exige une force magnétique H = 9.5 oersteds, d'où une force magnétomotrice H = 9.5 oersteds, d'où une force magnétomotrice:
ƒ = 18.84 X 9.5 = 180 gilberts
Nombre d'ampères-tours nécessaires
NI = 180 / 1.257 = 143 ampères-tours
Intensité du courant
I = 143 / 600 = 0.24 ampère
104. Induction rémanente
L'induction ou aimantation rémanente résulte de la propriété que possèdent certains corps magnétiques de conserver une partie de leur aimantation lorsqu'ils cessent d'être soumis à l'influence du champ magnétisant.
Ce pouvoir de rémanence varie suivant la substance. Le fer pur se désaimante instantanément tandis que l'acier trempé gardera indéfiniment une grande partie de son magnétisme.
105. Hystérésis
On a vu que lorsque l'on augmente la force du champ magnétisant la densité du flux B croît d'abord très rapidement jusqu'au point de saturation, plus lentement ensuite, puis se stabilise définitivement à partir d'une certaine valeur de H.
La figure 8.10 illustre la
portion OA de la courbe d'aimantation d'un échantillon d'acier aimanté pour la
première fois.
On voit que si l'on fait varier graduellement la force H de
zéro à 11 oersteds (gil-berts/centimètre) la valeur d'intensité B du flux
augmente de zéro à 14000 gauss.
Fig. 8.10 Hystérésis
Si maintenant on diminue H de 11 à zéro oersteds, on constate que pour la valeur H = zéro, il existe encore une intensité de flux B de 13000 gauss qui représentent la valeur de l'induction rémanente.
Il faudra inverser le sens du courant dans le solénoïde et l'aimantation rémanente ne s'annulera que pour une valeur H = -6 oersteds.
Cette valeur négative de H, représentée sur la figure par le vecteur OC, est appelée champ coercitif.
Lorsque H atteindra la valeur négative de 11 oersteds la valeur de B sera de -14000 gauss, le signe négatif indiquant que la polarité a changé.
Si l'on inverse de nouveau le sens du courant, B ne prendra une valeur positive que lorsque la force du champ atteindra +6 oersteds.
Le déphasage constant du flux d'induction et du champ magnétisant est dû au retard occasionné par l'aimantation rémanente. On l'appelle hystérésis.
On voit qu'à un cycle du champ magnétique variant entre deux valeurs égales et de signes contraires correspond, dans un corps ferromagnétique déjà aimanté, une suite de valeurs que prend l'induction et qui constitue le cycle d'hystérésis.
Les courbes d'aimantation ne repasseront plus par la courbe initiale OA qu'on appelle, pour cette raison, courbe de première aimantation.
Le cycle d'hystérésis, différent pour chaque corps ferromagnétique, constitue un élément très important dans les applications industrielles de l'électromagnétisme.
106. Alliages spéciaux
Les qualités requises d'un aimant diffèrent suivant l'usage auquel on le destine. Aussi a-t-on cherché à produire des corps ferromagnétiques offrant des caractéristiques variées.
Pour les aimants temporaires, le fer est tout indiqué du fait de sa rémanence presque nulle ; aussi, son utilisation est générale dans les induits des machines électriques et les appareils dans lesquels on veut produire à distance une aimantation momentanée (sonneries, appareils de mesure, grues magnétiques, etc.).
Lorsque le courant change très rapidement de sens, l'hystérésis présente le grave inconvénient d'une perte d'énergie par production de chaleur. Dans ce cas, on utilisera un ferromagnétique à champ coercitif très faible.
Par contre, les aimants permanents doivent posséder une rémanence et un champ coercitif élevés. Ils sont généralement constitués de métaux très durs.
On utilise largement des alliages spéciaux à base de fer ou d'acier; les autres éléments sont le tungstène, le nickel, le cobalt, etc.
Le Permalloy, à forte teneur en nickel (70 à 80% ) et faible pourcentage de molybdène possède un coefficient de perméabilité magnétique dépassant 100,000 avec un flux d'induction de 5,000 gauss.
L'Hypernik contient 50% de fer et 50% de nickel.
Le Mumétal contient un faible pourcentage de cuivre.
Ces alliages possèdent une grande perméabilité magnétique, un point de saturation très bas et un hystérésis négligeable ; ils conviennent particulièrement lorsque le flux d'induction est faible (fig. 8.11).
Fig. 8.11 Courbes d'aimantation d'alliages spéciaux (Navpers - Basic electricity)
Le Perminvar (fer, nickel et cobalt), soumis à un traitement thermique approprié, conserve, avec un flux magnétique ne dépassant pas 1000 gauss, une perméabilité constante.
Le Permindur (50% de fer et 50% de cobalt) possède une grande perméabilité et résiste à des inductions plus élevées que l'alliage fer-nickel.
Les Thermalloys (fer, nickel et cuivre), sensibles à des changements presque linéaires de température et de perméabilité, sont utilisés dans les compteurs électriques et certains relais thermiques, afin de compenser les variations de température.
Les alliages Anilco contiennent du fer, du nickel, du cobalt et de l'aluminium en proportions variables et possèdent des qualités magnétiques remarquables. On peut soulever des masses égales à 500 fois le poids de l'aimant. La compagnie du téléphone Bell a pu installer sur quelques navires de guerre des téléphones fonctionnant sans source de courant.
Les différents alliages Anilco sont désignés par des numéros. Ils possèdent en commun une forte rémanence et un champ coercitif élevé et ont rendu possible, dans certains appareils, le remplacement de l'électro-aimant par un aimant permanent (plateaux magnétiques de machines-outils, magnétos).
107. Force portante des électro-aimants
Les électro-aimants comprennent un noyau de fer ou d'acier doux entouré d'un bobinage (solénoïde) parcouru par un courant continu.
Sous l'influence du courant le noyau acquiert temporairement une induction magnétique lui permettant d'attirer une pièce de fer désignée sous le nom d'armature.
Dès que le courant cesse, l'aimantation s'annule presque instantanément, par suite de la rémanence nulle ou très faible du fer, et c'est justement cette propriété que l'on recherche dans les électro-aimants utilisés dans les appareils de mesure, les embrayages et les freins magnétiques, les disjoncteurs, les sonneries, les inducteurs d'appareils électriques, les grues magnétiques, etc.
On utilise les grues magnétiques pour transporter d'un point à un autre des pièces métalliques. On économise ainsi du travail et du temps puisqu'on supprime la manipulation d'une chaîne pour attacher la charge.
La force portante d'un électro-aimant représente le poids maximum de la charge qu'il peut porter sans qu'elle s'en détache.
On la calcule à l'aide de la formule suivante:
F = B² X S / 1010
dans laquelle,
F = force portante, exprimée en
livres-poids
B = flux d'induction, en lignes par pouce carré
S = surface
totale des deux pôles, en pouces carrés
Application 8.04
Le flux d'induction d'un électro-aimant est de 180,000 maxwells. Sa longueur est de 30 pouces. Le noyau de fer doux possède une perméabilité magnétique de 3,200 et sa section est de 3.6 po2. Calculer la force portante et le nombre d'ampères-tours nécessaires
Solution
F - B²S / 1010
F = Φ / S = 180000 / 3.6 = 50000 lignes par pouce carré
S = 3.6 X 2 = 7.2 po²
F = (50000)² X 7.2 / 1010 = 248.4 lb.
NI = 0.8ƒ
ƒ = ℜΦ
ℜ = 0.39 X 30 / 3200 X 3.6 = 0.001
ƒ = 180000 X 0.001 = 180 gilberts
NI = 0.8 X 180 = 144 ampères-tours
Lorsque la surface est exprimée en centimètres carrés et la force portante en livres, la formule devient:
F = 8.94 B²S / 108
Application 8.05
Calculer la force portante d'un électro-aimant de 462,500 maxwells et de 25 cm² de section.
Solution
B = 462500 / 25 = 18500 gauss
S = 25 X 2 = 50 cm2
F = 8.94 X 18.500² X 50 / 108= 1,430 U,
Comme le contact des pôles et de la charge n'est pas toujours parfait, la charge pratique sera toujours inférieure à la force portante obtenue par le calcul.
QUESTIONNAIRE Les réponses ne sont pas données
1. Définir : électromagnétisme, solénoïde, ampère-tour, hystérésis, gilbert, oersted, gauss, réluctance et réluctivité, force magnétomotrice, force coercitive, saturation, rémanence, corps magnétique et corps non magnétique.
2. Quelle est la direction des lignes de force dans un conducteur vertical?
3. Énoncer la règle de la main droite.
4. Comment se comporte le magnétisme autour de deux conducteurs parallèles
a) lorsque le courant circule dans le même sens;
b) lorsque le courant circule en sens inverse dans les deux conducteurs?
5. Comment trouve-t-on la polarité d'un solénoïde?
6. Expliquer la production des pôles.
7. Quelle est l'utilité des courbes B-H?
8. Transcrire les formules de la loi d'OHM appliquées à l'électromagnétisme.
9. Expliquer l'hystérésis.
10. Indiquer les formules utilisées pour le calcul de la force portante d'un électro-aimant.
PROBLÈMES
8.01 — Combien d'ampères-tours faut-il pour entretenir dans le solénoïde de la figure 8.4b un flux magnétique de 10,000 maxwells, si le noyau est en fer?
8.02 — Calculer le nombre d'ampères-tours nécessaires pour entretenir un flux de 1,560 maxwells dans un circuit magnétique annulaire d'un diamètre extérieur de 6 pouces et un diamètre intérieur de 4 pouces :
a) lorsque le noyau n'est pas magnétique
b) lorsque le noyau est en fer.
8.03 — Combien faut-il d'ampères-tours pour entretenir un flux magnétique de 1,560 maxwells dans le circuit magnétique annulaire à noyau de fer du problème no. 2, si on le sectionne pour obtenir un entrefer de 1 pouce de longueur?
8.04 — Calculer le nombre d'ampères-tours nécessaires pour un électro-aimant pouvant lever un poids total de 600 livres. Sa section est de 3.6 po2 et sa longueur de 30 pouces.
