Exercices Électricité

La Loi de Lenz dans un Transformateur

La Loi de Lenz dans un Transformateur

La Loi de Lenz dans un Transformateur

Contexte : Le principe d'opposition au cœur du transformateur.

Un transformateur fonctionne grâce à l'induction mutuelle entre deux bobinages. Mais qu'est-ce qui dicte le sens du courant et de la tension induits au secondaire ? La réponse est la Loi de LenzPrincipe fondamental de l'électromagnétisme qui stipule que les effets de l'induction (courant, tension, force) s'opposent toujours à la cause qui leur a donné naissance, c'est-à-dire la variation du flux magnétique.. Souvent résumée par "la cause de la cause", cette loi est une manifestation de la conservation de l'énergie. Elle nous dit que le circuit secondaire va réagir de manière à s'opposer à la variation de flux magnétique créée par le primaire. Cet exercice qualitatif vous guidera, étape par étape, pour déterminer le sens des courants et des tensions dans un transformateur en appliquant cette loi fondamentale.

Remarque Pédagogique : Contrairement aux exercices précédents basés sur des calculs numériques, celui-ci se concentre sur le raisonnement physique. L'objectif est de visualiser les champs, les flux et les courants pour comprendre l'interaction entre le primaire et le secondaire. Maîtriser ce raisonnement est essentiel pour comprendre le fonctionnement des machines à courant alternatif et pour interpréter correctement les conventions de signe et de fléchage dans les schémas électriques.

Objectifs Pédagogiques

  • Appliquer la règle de la main droite pour lier le sens du courant au sens du flux magnétique.
  • Interpréter la Loi de Lenz pour déterminer le sens du flux de réaction.
  • Déterminer le sens du courant induit dans un enroulement secondaire.
  • En déduire la polarité de la tension induite aux bornes du secondaire.

Données de l'étude

On considère un transformateur monophasé idéal. Le primaire est connecté à une source de tension alternative. Le secondaire est fermé sur une charge résistive. Le schéma ci-dessous montre le sens d'enroulement des bobinages. À un instant \(t\) donné, le courant \(i_1(t)\) qui entre par la borne A est positif et croissant.

Schéma du transformateur et sens des enroulements
A B i₁(t) C D R
Paramètre Description
Transformateur Monophasé, considéré comme idéal (pas de pertes).
Source Primaire Sinusoïdale, connectée aux bornes A et B.
Charge Secondaire Résistive, connectée aux bornes C et D.
Condition à l'instant \(t\) Le courant \(i_1(t)\) est positif (sens de la flèche) et sa valeur augmente.

Questions à traiter

  1. En utilisant la règle de la main droite, déterminer le sens du flux magnétique \(\Phi_1(t)\) créé par le courant primaire \(i_1(t)\) dans le noyau du transformateur.
  2. Le flux \(\Phi_1(t)\) étant variable, la loi de Lenz indique que le secondaire va créer un flux induit \(\Phi_2(t)\) pour s'opposer à cette variation. Quel est le sens de ce flux induit \(\Phi_2(t)\) ?
  3. En appliquant à nouveau la règle de la main droite sur l'enroulement secondaire, déterminer le sens du courant induit \(i_2(t)\) qui produit le flux \(\Phi_2(t)\).
  4. En déduire la polarité de la tension induite \(e_2(t)\) aux bornes du secondaire. Quelle borne, C ou D, est à un potentiel plus élevé que l'autre ?

Les bases de la Loi de Lenz

Avant la correction, revoyons les outils conceptuels nécessaires.

1. La Règle de la Main Droite (pour une bobine) :
Cet outil permet de lier le sens du courant dans un enroulement au sens du champ magnétique qu'il crée. Enroulez les doigts de votre main droite autour de la bobine en suivant le sens du courant. Votre pouce indiquera alors la direction du champ magnétique (et donc du flux) à l'intérieur de la bobine.

2. La Loi de Lenz (Loi de modération) :
La loi de Lenz est le "principe d'opposition" de l'électromagnétisme. Elle stipule que le courant induit par une variation de flux magnétique aura toujours un sens tel qu'il crée son propre champ magnétique qui s'oppose à la *variation* du flux initial.

  • Si le flux initial augmente, le flux induit sera de sens opposé pour le contrer.
  • Si le flux initial diminue, le flux induit sera de même sens pour tenter de le maintenir.

Correction : La Loi de Lenz dans un Transformateur

Question 1 : Déterminer le sens du flux primaire \(\Phi_1(t)\)

Principe (le concept physique)

Tout courant électrique parcourant un fil enroulé (une bobine) génère un champ magnétique concentré à l'intérieur de l'enroulement. La règle de la main droite est un moyen mnémotechnique universel pour déterminer le sens de ce champ (et donc du flux) en fonction du sens du courant.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Cette règle est une conséquence directe de la loi de Biot-Savart, qui relie mathématiquement le courant à l'élément de champ magnétique qu'il crée. Pour une boucle de courant, l'intégration de cette loi sur toute la boucle donne un champ dont la direction est bien celle indiquée par la règle de la main droite.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

L'étape la plus importante est de bien suivre le trajet du courant sur les spires. Regardez par où le courant "entre" dans la bobine et comment il s'enroule autour du noyau. Est-ce qu'il passe "par-devant" ou "par-derrière" ? C'est ce qui détermine comment positionner votre main droite.

Normes (la référence réglementaire)

La définition du sens du champ magnétique et du courant est une convention internationale. La règle de la main droite (ou du "tire-bouchon de Maxwell") est la convention standard utilisée universellement en physique et en ingénierie pour assurer que tout le monde parle le même "langage" vectoriel.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Ce n'est pas une formule mais une règle physique :

\[ \text{Règle de la main droite} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le noyau canalise parfaitement le champ magnétique, donc le flux a une direction bien définie à l'intérieur du circuit magnétique.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Sens du courant \(i_1(t)\) : entre par A, sort par B.
  • Sens de l'enroulement primaire : visible sur le schéma.
Astuces(Pour aller plus vite)

Visualisez le courant qui arrive par la borne A. Il descend le long de la branche avant de l'enroulement. Vos doigts doivent donc pointer vers le bas sur la face avant du noyau. Votre pouce pointera alors naturellement dans le sens du flux.

Schéma (Avant les calculs)
Application de la règle de la main droite au primaire
i₁(t)Φ₁ = ?
Calcul(s) (l'application numérique)

Ce n'est pas un calcul, mais une déduction :

\[ \begin{aligned} & \text{1. Le courant } i_1(t) \text{ descend sur la face avant du noyau.} \\ & \text{2. On enroule les doigts de la main droite vers le bas.} \\ & \text{3. Le pouce pointe vers la droite.} \\ & \Rightarrow \text{Le flux } \Phi_1(t) \text{ circule dans le sens horaire.} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Sens du flux primaire \(\Phi_1(t)\) déterminé
Φ₁(t)
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le courant primaire crée un flux qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre à l'intérieur du noyau. Ce flux est la "cause" première du phénomène d'induction. Puisque le courant \(i_1(t)\) augmente, l'amplitude de ce flux \(\Phi_1(t)\) augmente également.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

La principale erreur est une mauvaise application de la règle. Assurez-vous que votre main s'enroule dans le même sens que le fil. Une inversion du sens d'enroulement inverserait le sens du flux.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • Le sens du courant détermine le sens du flux.
  • La règle de la main droite est l'outil pour trouver cette relation.
  • Il faut bien observer le sens d'enroulement du fil.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Dans les schémas de transformateurs, on utilise souvent une "convention par points". Un point est placé sur une borne de chaque enroulement. Cette convention indique que si le courant entre par le point d'un enroulement, la tension induite sur l'autre enroulement sera positive sur la borne pointée. C'est un raccourci pour éviter d'avoir à redessiner le sens d'enroulement à chaque fois.

FAQ (pour lever les doutes)
Et si le courant était négatif ?

Si le courant \(i_1(t)\) était négatif, cela signifierait qu'il circule dans le sens opposé (de B vers A). En appliquant la règle de la main droite, on trouverait un flux \(\Phi_1(t)\) dans le sens anti-horaire.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Le flux magnétique primaire \(\Phi_1(t)\) circule dans le sens horaire à l'intérieur du noyau.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si le fil primaire était enroulé dans l'autre sens (passant par derrière d'abord), quel serait le sens du flux ? (horaire/anti-horaire)

Question 2 : Déterminer le sens du flux induit \(\Phi_2(t)\)

Principe (le concept physique)

C'est ici qu'intervient la loi de Lenz. Le circuit secondaire "détecte" une augmentation du flux horaire \(\Phi_1(t)\). Pour s'opposer à cette *augmentation*, il doit générer son propre flux, le flux induit \(\Phi_2(t)\), dans le sens opposé afin de "freiner" la croissance du flux total dans le noyau.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La loi de Lenz est la conséquence du signe "moins" dans la loi de Faraday \(e = -d\Phi/dt\). Si le flux \(\Phi_1(t)\) augmente, sa dérivée \(d\Phi_1/dt\) est positive. La tension induite \(e_2\) sera donc négative (selon une certaine convention d'orientation), ce qui va créer un courant \(i_2\) et un flux \(\Phi_2\) qui s'opposent à \(\Phi_1\).

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Le mot clé est "VARIATION". Lenz ne dit pas que le flux induit s'oppose au flux primaire. Il dit qu'il s'oppose à la *variation* du flux primaire. C'est une distinction subtile mais cruciale. Ici, comme le flux augmente, s'opposer à la variation revient à s'opposer au flux lui-même.

Normes (la référence réglementaire)

La loi de Lenz n'est pas une norme mais une loi fondamentale de la physique, formulée par Heinrich Lenz en 1834. Elle est une expression du principe de conservation de l'énergie appliqué à l'électromagnétisme.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Ce n'est pas une formule mais une règle de logique :

\[ \text{Si } \frac{d\Phi_1}{dt} > 0, \text{ alors } \Phi_2 \text{ s'oppose à } \Phi_1 \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le transformateur est idéal, ce qui signifie que le flux créé par le secondaire peut circuler librement dans le noyau pour s'opposer au flux primaire.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Sens du flux primaire \(\Phi_1(t)\) : horaire (résultat Q1).
  • Variation du courant primaire \(i_1(t)\) : croissant.
Astuces(Pour aller plus vite)

Pensez au transformateur comme à un système qui cherche l'équilibre. Le primaire essaie d'augmenter le flux. Le secondaire réagit immédiatement pour annuler cette augmentation. La réaction est toujours opposée à l'action.

Schéma (Avant les calculs)
Le primaire impose une variation de flux
Φ₁(t)AUGMENTE !
Calcul(s) (l'application numérique)

Raisonnement déductif :

\[ \begin{aligned} & \text{1. Le courant } i_1(t) \text{ augmente.} \\ & \Rightarrow \text{Le flux } \Phi_1(t) \text{ (horaire) augmente en amplitude.} \\ & \text{2. La loi de Lenz dit que } \Phi_2(t) \text{ doit s'opposer à cette augmentation.} \\ & \Rightarrow \Phi_2(t) \text{ doit être de sens opposé à } \Phi_1(t). \\ & \text{3. Le sens opposé à horaire est anti-horaire.} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Le secondaire crée un flux de réaction opposé
Φ₁(t)Φ₂(t)
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Le secondaire génère un flux anti-horaire. Le flux total dans le noyau (\(\Phi_{total} = \Phi_1 + \Phi_2\)) augmente donc moins vite que si le secondaire n'était pas là. C'est cette "lutte" entre les deux flux qui est au cœur du fonctionnement du transformateur.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

L'erreur la plus grave est d'oublier que Lenz s'oppose à la VARIATION. Si le courant primaire était décroissant, le flux primaire (toujours horaire) diminuerait. Pour s'opposer à cette diminution, le flux secondaire serait alors dans le MÊME SENS (horaire) pour tenter de maintenir le flux constant.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • La loi de Lenz est une loi d'opposition à la variation.
  • Flux qui augmente \(\Rightarrow\) Flux induit de sens opposé.
  • Flux qui diminue \(\Rightarrow\) Flux induit de même sens.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Le freinage par induction (ou à courants de Foucault), utilisé dans les camions ou les trains, est une application directe de la loi de Lenz. Un disque métallique tourne dans un champ magnétique. Le mouvement crée une variation de flux dans le disque, ce qui induit des courants (de Foucault). D'après Lenz, ces courants créent des forces magnétiques qui s'opposent au mouvement, freinant ainsi le disque sans aucun contact mécanique.

FAQ (pour lever les doutes)
Que se passe-t-il si le secondaire est un circuit ouvert ?

S'il n'y a pas de charge, aucun courant \(i_2\) ne peut circuler. Le secondaire ne peut donc pas créer de flux de réaction \(\Phi_2\). Le transformateur fonctionne "à vide". Une tension \(e_2\) est bien induite aux bornes, mais sans courant, il n'y a pas d'action de modération.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Le flux induit \(\Phi_2(t)\) circule dans le sens anti-horaire.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si le courant primaire \(i_1(t)\) était positif mais DÉCROISSANT, quel serait le sens du flux induit \(\Phi_2(t)\) ? (horaire/anti-horaire)

Question 3 : Déterminer le sens du courant induit \(i_2(t)\)

Principe (le concept physique)

C'est l'étape inverse de la question 1. Nous connaissons maintenant le sens du flux que le secondaire doit créer (anti-horaire). Nous connaissons aussi le sens d'enroulement du fil au secondaire. En utilisant la règle de la main droite "à l'envers", nous pouvons déduire le sens du courant \(i_2(t)\) qui est nécessaire pour produire ce flux.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

Il n'y a pas de nouvelle théorie ici, c'est une application directe et symétrique de la relation entre courant et champ. La physique est la même pour les deux enroulements. Un courant produit un champ, et un champ est produit par un courant. La règle de la main droite est l'interface entre ces deux concepts.

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

Pour l'application "inverse" de la règle, positionnez d'abord votre pouce dans la direction du flux souhaité (\(\Phi_2\), anti-horaire, donc pouce vers la gauche sur la branche supérieure du noyau). Regardez ensuite dans quel sens vos doigts s'enroulent autour du noyau. Cela vous donnera le sens du courant sur les spires.

Normes (la référence réglementaire)

La convention de fléchage des courants et tensions est essentielle. En convention "générateur" (utilisée pour le secondaire d'un transformateur), le courant sort de la borne de potentiel positif. Vérifier que notre résultat est cohérent avec cette convention est une bonne pratique.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Application inverse de la règle :

\[ \text{Sens du Flux } \Rightarrow \text{Règle de la main droite} \Rightarrow \text{Sens du Courant} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que le fil conducteur est parfait et que le courant peut s'établir instantanément pour créer le flux de réaction.

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Sens du flux induit \(\Phi_2(t)\) : anti-horaire (résultat Q2).
  • Sens de l'enroulement secondaire : visible sur le schéma.
Astuces(Pour aller plus vite)

Observez bien l'enroulement secondaire : le fil passe "par-derrière" le noyau en haut et revient "par-devant" en bas. Pour créer un flux anti-horaire (vers la gauche), le courant doit donc monter sur la face avant du noyau.

Schéma (Avant les calculs)
Quel courant pour créer ce flux ?
Φ₂(t)i₂(t) = ?
Calcul(s) (l'application numérique)

Raisonnement déductif :

\[ \begin{aligned} & \text{1. Le flux } \Phi_2(t) \text{ doit être anti-horaire.} \\ & \text{2. On place le pouce de la main droite vers la gauche.} \\ & \text{3. Les doigts s'enroulent en montant sur la face avant.} \\ & \Rightarrow \text{Le courant } i_2(t) \text{ doit monter dans l'enroulement.} \\ & \text{4. Il sort donc par la borne D et entre par la borne C.} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Sens du courant induit \(i_2(t)\) déterminé
i₂(t)CD
Réflexions (l'interprétation du résultat)

Nous avons déterminé le sens physique du courant dans le circuit secondaire. Il circule de C vers D à travers la résistance, et de D vers C à travers l'enroulement. Ce courant est la conséquence directe de la variation de flux imposée par le primaire.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Il est facile de se tromper en appliquant la règle "à l'envers". Prenez votre temps, positionnez bien le pouce dans le sens du flux \(\Phi_2\), puis observez calmement le sens d'enroulement de vos doigts par rapport au sens d'enroulement du fil sur le schéma.

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • Le sens du flux induit détermine le sens du courant induit.
  • La règle de la main droite fonctionne dans les deux sens (courant \(\Leftrightarrow\) flux).
  • Le sens du courant dépend crucialement du sens d'enroulement du bobinage.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

Le courant secondaire \(i_2\) crée un flux \(\Phi_2\) qui s'oppose à la variation de \(\Phi_1\). Pour que le flux total continue de varier (ce qui est nécessaire pour maintenir l'induction), le primaire doit fournir un courant supplémentaire pour "annuler" l'effet de \(\Phi_2\). C'est ainsi que le transformateur "sent" la charge au secondaire : plus \(i_2\) est grand, plus le primaire doit fournir de courant. C'est le principe de la "réaction d'induit".

FAQ (pour lever les doutes)
Le sens du courant change-t-il au cours du temps ?

Oui. Nous avons analysé un seul instant où le courant primaire était croissant. Un peu plus tard dans le cycle de l'onde sinusoïdale, le courant primaire va se mettre à décroître. À ce moment, d'après Lenz, le flux induit \(\Phi_2\) changera de sens (il deviendra horaire pour s'opposer à la diminution), et donc le courant \(i_2\) s'inversera également. C'est ainsi que le courant alternatif est transmis au secondaire.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
Le courant induit \(i_2(t)\) sort par la borne D, traverse la charge de D vers C, et rentre dans le bobinage par la borne C.
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si l'enroulement secondaire était bobiné dans l'autre sens, quel serait le sens de sortie du courant \(i_2(t)\) ? (Borne C / Borne D)

Question 4 : Déduire la polarité de la tension induite \(e_2(t)\)

Principe (le concept physique)

Dans un circuit passif comme une résistance, le courant circule toujours du potentiel le plus élevé vers le potentiel le plus bas. Puisque nous connaissons le sens du courant \(i_2(t)\) à travers la résistance de charge, nous pouvons directement en déduire quelle borne du secondaire est positive et laquelle est négative à cet instant précis.

Mini-Cours (approfondissement théorique)

La tension \(e_2(t)\) est la force électromotrice (f.é.m.) induite dans l'enroulement. Elle agit comme un générateur. Lorsqu'on branche une charge, cette f.é.m. fait circuler le courant \(i_2(t)\). La tension aux bornes de la charge résistive est donnée par la loi d'Ohm : \(u_R(t) = R \cdot i_2(t)\). Dans un transformateur idéal, la tension aux bornes \(U_{CD}\) est égale à la f.é.m. \(e_2(t)\).

Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)

C'est la dernière étape logique de la chaîne. La variation de flux crée une tension (Faraday), cette tension a une polarité qui pousse un courant dans un certain sens (Lenz), et ce courant circule du "+" vers le "-" dans la charge. En connaissant le sens du courant, on remonte à la polarité.

Normes (la référence réglementaire)

La convention de fléchage des tensions est cruciale. Une flèche de tension \(U_{CD}\) pointe de D vers C et représente le potentiel de C moins le potentiel de D (\(U_{CD} = V_C - V_D\)). Si \(U_{CD}\) est positive, C est à un potentiel plus élevé que D.

Formule(s) (l'outil mathématique)

Loi d'Ohm et convention de fléchage :

\[ \text{Dans une résistance, le courant va du potentiel + au potentiel -.} \]
Hypothèses (le cadre du calcul)

On suppose que la charge est purement résistive et que les fils de connexion sont parfaits (pas de chute de tension).

Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
  • Sens du courant \(i_2(t)\) dans la charge : de la borne D vers la borne C (résultat Q3).
Astuces(Pour aller plus vite)

Imaginez le courant comme un cours d'eau. Il s'écoule toujours d'une altitude plus élevée (potentiel +) vers une altitude plus basse (potentiel -). Si l'eau coule de D vers C, D est plus "haut" que C.

Schéma (Avant les calculs)
Quel potentiel est le plus élevé ?
DCi₂(t)V_D ? V_C
Calcul(s) (l'application numérique)

Raisonnement déductif :

\[ \begin{aligned} & \text{1. Le courant } i_2(t) \text{ traverse la résistance de D vers C.} \\ & \text{2. Dans une résistance, le courant s'écoule du potentiel + au -.} \\ & \Rightarrow \text{Le potentiel de la borne D est supérieur au potentiel de la borne C.} \\ & \Rightarrow V_D > V_C \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Polarité de la tension secondaire déterminée
+-DC
Réflexions (l'interprétation du résultat)

À cet instant \(t\), la borne D du secondaire se comporte comme la borne positive d'un générateur, et la borne C comme la borne négative. La tension \(e_2(t)\) est donc orientée de C vers D. Cela complète notre analyse qualitative du transformateur.

Points de vigilance (les erreurs à éviter)

Attention à ne pas confondre le circuit interne (l'enroulement, qui est le générateur) et le circuit externe (la charge). La f.é.m. \(e_2\) pousse le courant de la borne "-" vers la borne "+" à l'intérieur du générateur (l'enroulement), pour qu'il puisse ensuite circuler de "+" vers "-" à l'extérieur (dans la charge).

Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
  • Le sens du courant dans la charge détermine la polarité de la tension.
  • Le courant circule du potentiel le plus élevé (+) au plus bas (-).
  • La polarité de la tension s'inverse à chaque alternance du courant.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)

La loi de Lenz a une conséquence amusante : si vous laissez tomber un aimant puissant dans un tube de cuivre (non magnétique), l'aimant tombera très lentement, comme s'il traversait du miel. Le mouvement de l'aimant induit des courants de Foucault dans le cuivre, et ces courants créent un champ magnétique qui s'oppose à la chute de l'aimant, le freinant efficacement.

FAQ (pour lever les doutes)
La tension \(U_{CD} = V_C - V_D\) est-elle positive ou négative ?

Puisque nous avons trouvé que \(V_D > V_C\), la différence \(V_C - V_D\) est négative. Donc, à cet instant, \(U_{CD}\) est négative. La tension \(e_2\) est bien présente, mais sa valeur selon la convention de fléchage \(U_{CD}\) est négative.

Résultat Final (la conclusion chiffrée)
À l'instant \(t\), la borne D est à un potentiel plus élevé que la borne C. La polarité est D(+) et C(-).
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)

Si le courant primaire \(i_1(t)\) était positif mais décroissant, quelle borne du secondaire serait positive ? (C/D)

Outil Interactif : Visualisation des Formes d'Onde

Observez comment le flux et les tensions/courants sont déphasés dans le temps, conformément à la loi de Faraday (\(e = -d\Phi/dt\)).

Paramètres d'Entrée
100 V
50 Hz
Valeurs Maximales
Flux Max (\(\Phi_{\text{max}}\)) (mWb) -
Tension Secondaire Max (\(e_{2,\text{max}}\)) (V) -

Le Saviez-Vous ?

La loi de Lenz est si fondamentale qu'elle explique pourquoi il est difficile de faire tourner la manivelle d'une génératrice de vélo lorsque les phares sont allumés. Le courant qui circule dans l'ampoule crée un champ magnétique dans la dynamo qui s'oppose à la rotation de la roue, conformément à la loi de Lenz. Vous devez fournir un effort mécanique supplémentaire pour vaincre cette "force de freinage" électromagnétique, et c'est cet effort qui est converti en lumière.

Foire Aux Questions (FAQ)

La loi de Lenz s'applique-t-elle aussi au primaire ?

Oui. La variation du flux dans le noyau induit également une tension au primaire, appelée force contre-électromotrice (f.c.é.m.). D'après la loi de Lenz, cette f.c.é.m. s'oppose à la tension d'alimentation. Dans un transformateur idéal, elle est quasiment égale à la tension d'alimentation, limitant ainsi le courant primaire à vide à une très faible valeur.

Cette analyse est-elle valable pour un transformateur réel ?

Oui, le principe reste exactement le même. Dans un transformateur réel, il y a des pertes (par effet Joule, hystérésis, courants de Foucault) et des flux de fuite, ce qui complique les calculs quantitatifs. Cependant, le sens des courants et des tensions est toujours dicté par la loi de Lenz.

Quiz Final : Testez vos connaissances

1. Un courant primaire crée un flux vers le haut qui DIMINUE. Le flux induit par le secondaire sera...

2. La loi de Lenz est une conséquence directe du principe de...

Loi de Lenz
Principe selon lequel le courant induit dans un conducteur par une variation de flux magnétique crée son propre flux qui s'oppose à cette même variation.
Flux Magnétique (\(\Phi\))
Quantité de champ magnétique traversant une surface. Son unité est le Weber (Wb).
Règle de la main droite
Moyen mnémotechnique pour déterminer la direction du champ magnétique créé par un courant dans une bobine (ou la force de Laplace).
La Loi de Lenz dans un Transformateur

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