Réussite Haïti – Physique NS4
Fiche 13 – Force de Laplace
Action d’un champ magnétique sur un conducteur parcouru par un courant.
Objectif : comprendre comment un champ magnétique exerce une force sur un conducteur parcouru par un courant, utiliser la formule F = BIL sinα et déterminer la direction de la force.
1. Principe de la force de Laplace
Un conducteur de longueur L, parcouru par un courant I, placé dans un champ magnétique uniforme B, est soumis à une force appelée force de Laplace.
Cette force est due à l’action du champ magnétique sur les charges en mouvement.
2. Expression de la force de Laplace
F = B · I · L · sinα
- F : force (en newton, N)
- B : induction magnétique (T)
- I : courant électrique (A)
- L : longueur utile du conducteur (m)
- α : angle entre le conducteur et la direction du champ B
3. Cas particuliers
- Si α = 0° → sin0 = 0 → F = 0 (conducteur // au champ : pas de force).
- Si α = 90° → sin90 = 1 → F maximale : F = BIL.
- Si I = 0 → F = 0 (pas de charge en mouvement → pas de force).
4. Direction et sens de la force (règle de la main droite)
La direction et le sens de la force sont donnés par la règle des trois doigts de la main droite :
- Index : direction du champ B
- Majeur : sens du courant I
- Pouce : sens de la force F
La force est toujours perpendiculaire au courant et au champ.
5. Travail de la force de Laplace
- La force peut mettre le conducteur en mouvement.
- Elle peut être utilisée pour créer un couple dans des dispositifs rotatifs.
- Applications : moteurs électriques, roue de Barlow, galvanomètres, haut-parleurs.
6. Applications usuelles
- déviation d’un conducteur mobile dans un champ magnétique,
- systèmes électromécaniques (bobines mobiles),
- moteurs à courant continu (interaction champ/courant),
- dispositifs de mesure électromagnétiques.
7. À retenir absolument
- Force de Laplace : F = BIL sinα.
- Elle apparaît si un courant circule dans un champ magnétique.
- F est maximale lorsque le conducteur est ⟂ au champ (α = 90°).
- Elle est nulle si le conducteur est // au champ (α = 0°).
- Direction et sens donnés par la règle des trois doigts (B, I, F).
- La force peut provoquer des mouvements : base des moteurs électriques.