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Concept
Solénoïde
Résumé
Cette page traite du dispositif électromagnétique. Pour l'objet mathématique, voir Solénoïde (mathématiques).
Un solénoïde (du grec « solen », « tuyau », « conduit », et « eidos », « en forme de ») est un dispositif constitué d'un fil électrique en métal enroulé régulièrement en hélice de façon à former une bobine longue. C'est pourquoi le solénoïde prend aussi le terme de bobine. Parcouru par un courant alternatif ou continu, il produit un champ magnétique dans son voisinage, et plus particulièrement à l'intérieur de l'hélice. La force du champ magnétique dépend de l'intensité du courant, la nature du fil et la longueur du fil. C'est au cours de l'année 1820 qu'André-Marie Ampère imagina le nom de solénoïde, lors d'une expérience sur les courants circulaires. Dans l’industrie, le terme solénoïde est aussi utilisé pour se référer à un transducteur. Lorsqu'il est parcouru par une énergie électrique, il va créer une force selon son axe d’enroulement.
vignette|upright=2|Schéma utilisé pour le calcul du champ magnétique dans un solénoïde
Le solénoïde de révolution (circulaire) est modélisé par une série de spires de rayon , de même axe, parcourues par un même courant et disposées régulièrement sur une longueur .
Le champ magnétique créé par une spire de courant sur son axe :
où est la perméabilité magnétique du vide.
Le champ créé par le solénoïde sur son axe :
On procède au changement de variable : , .
On obtient ainsi :
Au centre du solénoïde, c'est-à-dire en , cette formule devient :
avec , la valeur de en x = 0 et .
En remplaçant par , finalement :
Interprétation : Le champ magnétique créé au centre augmente donc en ajoutant des spires ou en augmentant l'intensité du courant, mais diminue en agrandissant le diamètre du solénoïde.
Remarque : l'expression du champ magnétique pour le solénoïde peut être obtenue à partir du théorème d'Ampère.
Il est aussi possible de déterminer le champ sur l'axe en fonction de la distance du centre du solénoïde en se positionnant à un point du centre comme montré sur le schéma ci-contre.
Source officielle
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