📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
La force de Laplace $\vec{F}$ est la force exercée par un champ magnétique uniforme $\vec{B}$ sur une portion de conducteur de longueur $l$ parcourue par un courant d'intensité $I$. Elle est donnée par la relation : $$\vec{F} = I \cdot \vec{l} \wedge \vec{B}$$
- $I$ : Intensité du courant en Ampères (A).
- $\vec{l}$ : Vecteur longueur, de norme $l$ (m), orienté dans le sens du courant.
- $\vec{B}$ : Vecteur champ magnétique en Tesla (T).
- $\vec{F}$ : Force de Laplace en Newton (N).
La norme de la force est : $F = I \cdot l \cdot B \cdot \sin(\alpha)$, où $\alpha$ est l'angle entre $\vec{l}$ et $\vec{B}$.
Méthodes à maîtriser
- Déterminer la direction de $\vec{F}$ : Utiliser la règle de la main droite (ou la règle du tire-bouchon). Le pouce suit $\vec{l}$, l'index suit $\vec{B}$, le majeur indique $\vec{F}$.
- Calculer la norme : Identifier l'angle $\alpha$. Si $\vec{l} \perp \vec{B}$, alors $\sin(90^\circ) = 1$ et $F = I \cdot l \cdot B$.
- Représentation graphique : Toujours tracer le vecteur $\vec{F}$ à partir du milieu du conducteur.
Exemples corrigés
Un conducteur rectiligne de longueur $l = 10 \text{ cm}$ est placé dans un champ uniforme $B = 0,2 \text{ T}$. Le courant $I = 5 \text{ A}$ est perpendiculaire à $\vec{B}$. Calcul : $F = 5 \times 0,1 \times 0,2 \times \sin(90^\circ) = 0,1 \text{ N}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir la longueur en mètres (cm vers m).
- Confondre le sens du courant avec le sens de déplacement des électrons (le courant va du + vers le -).
- Se tromper dans l'ordre du produit vectoriel (inverser $\vec{l}$ et $\vec{B}$ change le sens de la force).