Utilisation d'un teslamètre
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Objectif : Le teslamètre est un
instrument de mesure utilisé en physique pour
déterminer la valeur du champ magnétique en un
point de l’espace.
Quelles indications ces mesures peuvent-elles nous donner ? Comment utilise t-on un teslamètre ?
Quelles indications ces mesures peuvent-elles nous donner ? Comment utilise t-on un teslamètre ?
1. Le teslamètre : un instrument de mesure
a. Description d’un teslamètre
Le teslamètre
à effet Hall est
constitué :
• d’un capteur ;
• d’une tige graduée ;
• d’un boîtier avec afficheur digital.
Le capteur est fixé au bout de la tige, celle-ci est reliée par un fil électrique au boîtier.
Le capteur du teslamètre permet de mesurer deux composantes du vecteur champ magnétique : Bx, la composante horizontale et Bz, la composante verticale.
Un bouton de calibrage permet de sélectionner l’ordre de grandeur de la mesure (millitesla mT ou microtesla µT) ; un autre bouton permet de sélectionner la composante Bx ou Bz que l’on souhaite mesurer.
• d’un capteur ;
• d’une tige graduée ;
• d’un boîtier avec afficheur digital.
Le capteur est fixé au bout de la tige, celle-ci est reliée par un fil électrique au boîtier.
Le capteur du teslamètre permet de mesurer deux composantes du vecteur champ magnétique : Bx, la composante horizontale et Bz, la composante verticale.
Un bouton de calibrage permet de sélectionner l’ordre de grandeur de la mesure (millitesla mT ou microtesla µT) ; un autre bouton permet de sélectionner la composante Bx ou Bz que l’on souhaite mesurer.
b. Utilisation du teslamètre
Avant toute utilisation, le teslamètre doit être
« étalonné » à
l’aide d’un tournevis, on règle la valeur lue
(sur Bx et Bz) à zéro, en
tournant une petite vis.
Cette manipulation doit se faire en dehors de toute influence magnétique (en éloignant le teslamètre des aimants et bobines) ; cette précaution permet d’éliminer le « bruit de fond » (champ magnétique terrestre, champ magnétique créé par des appareils électriques, …).
Le teslamètre est ensuite plongé dans le champ magnétique à mesurer, le capteur étant placé perpendiculairement au champ magnétique mesuré.
Cette manipulation doit se faire en dehors de toute influence magnétique (en éloignant le teslamètre des aimants et bobines) ; cette précaution permet d’éliminer le « bruit de fond » (champ magnétique terrestre, champ magnétique créé par des appareils électriques, …).
Le teslamètre est ensuite plongé dans le champ magnétique à mesurer, le capteur étant placé perpendiculairement au champ magnétique mesuré.
2. Exemples d’utilisation d’un teslamètre
a. Champ magnétique créé par un bobine plate
Pour étudier les caractéristiques du champ
magnétique créé par une bobine plate, on
relie une bobine de diamètre D à un
générateur délivrant un courant
d’intensité I, et on mesure le champ à
l’aide d’un teslamètre.
La composante horizontale du champ magnétique Bx est mesurée sur l’axe de la bobine, en différents points de l’axe.
Les mesures permettent de tracer la variation du champ Bx en fonction de l’abscisse x du capteur (x = 0 correspond au centre de la bobine).
On remarque que le champ est maximal au centre de la bobine et que le centre de la bobine est un axe de symétrie.
La composante horizontale du champ magnétique Bx est mesurée sur l’axe de la bobine, en différents points de l’axe.
Les mesures permettent de tracer la variation du champ Bx en fonction de l’abscisse x du capteur (x = 0 correspond au centre de la bobine).
On remarque que le champ est maximal au centre de la bobine et que le centre de la bobine est un axe de symétrie.
b. Champ magnétique créé par deux bobines
plates
On étudie les caractéristiques du champ
magnétique créé par deux bobines plates
parallèles de rayon R placées à une distance
R l’une de l’autre.
Ce dispositif est nommé bobines de Helmhotz.
Les deux bobines sont montées en série avec un générateur délivrant un courant d’intensité I. L’intensité et le sens du courant sont les mêmes dans les deux bobines. Mesurons le champ à l’aide d’un teslamètre.
Le champ magnétique Bx est mesuré sur l’axe des bobines, en différents points de l’axe.
Les mesures permettent de tracer les variations du champ Bx en fonction de l’abscisse x du capteur (x = 0 m correspond au centre de symétrie du système).
On remarque que le
champ est maximal et constant entre les
bobines.
On dit que le champ au centre des bobines de Helmoltz est uniforme.
Remarque : ce dispositif est utilisé pour créer un champ magnétique uniforme.
Ce dispositif est nommé bobines de Helmhotz.
Les deux bobines sont montées en série avec un générateur délivrant un courant d’intensité I. L’intensité et le sens du courant sont les mêmes dans les deux bobines. Mesurons le champ à l’aide d’un teslamètre.
Le champ magnétique Bx est mesuré sur l’axe des bobines, en différents points de l’axe.
Les mesures permettent de tracer les variations du champ Bx en fonction de l’abscisse x du capteur (x = 0 m correspond au centre de symétrie du système).
On dit que le champ au centre des bobines de Helmoltz est uniforme.
Remarque : ce dispositif est utilisé pour créer un champ magnétique uniforme.
L’essentiel
Le teslamètre est un appareil qui permet de mesurer la valeur du champ magnétique en différents points de l’espace.
Le teslamètre est un appareil qui permet de mesurer la valeur du champ magnétique en différents points de l’espace.
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