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L'induction - première partie.

On a voir ici que les rapports qu'entretiennent les courants électrique et les champs magnétiques sont encore plus étroits qu'on ne le croit ! Je vais vous expliquer le phénomène de l'induction.

Si on prend un électron dans un champ magnétique, on a vu que le champ magnétique le faisait tourner, comme indiqué sur le dessin. Maintenant, on va voir ce qui se passe, quand on fait se déplacer un fil métallique dans un champ magnétique.


A gauche, sans champ magnétique, à droite, avec : l'électron est dévié.


Un métal, parce que c'est un matériau conducteur, possède des électrons libres, qui peuvent bouger librement à l'intérieur, et donc faire passer le courant électrique. Lorsqu'on fait avancer un fil métallique dans un champ magnétique, les électrons qu'il contient sont obligés de suivre : ils sont libres, mais ne peuvent pas quitter le métal, ils ont juste le droit de bouger à l'intérieur. Or le champ magnétique les fait tourner. Donc leur mouvement global, ça n'est pas simplement de suivre le métal, mais aussi de se déplacer dans le métal, comme indiqué ci dessous. C'est à dire que le déplacement d'un fil conducteur dans un champ magnétique produit dans le fil un courant électrique dit induit : c'est le phénomène d'induction.
En bas, on a la portion de fil, et les électrons dans leur position initiale. En haut, le fil, qu'on a déplacé dans un champ magnétique. Comme on a entraîné les électrons, ceux-ci ont nécéssairement dû parcourir une portion de cercle, comme dessiné, puisqu'ils sont sensibles au champ magnétique. Bilan : par rapport au fil les électrons se sont déplacés vers la droite, donc un courant (mouvement global de déplacement des électrons) est né. C'est un courant induit par le déplacement du fil...

C'est de cette façon qu'on produit de l'électricité !

On fait par exemple tourner une grosse bobine de fil dans les champ magnétique crée par des aimants. Du courant induit est alors produit dans la bobine. On appelle ce dispositif un alternateur. L'énergie que l'on dépense pour les faire tourner (énergie nucléaire, ou hydraulique dans les barrages, ou encore celle fournie par des moteurs à essence dans les groupes électrogènes) est transformée en courant électrique.

C'est aussi le principe de la dynamo des vélos. Souvent, on trouve en fait que c'est un aimant qui tourne à proximité de fils conducteurs. Que ce soit les bobines qui tournent autour des aimants ou les aimants qui tournent au milieu des bobines, le résultat est le même : du courant est produit dans les fils des bobinages. C'est en fait une remarque très importante : un champ magnétique qui varie (comme celui produit par un aimant qui tourne) produit un courant électrique dans tout fil à proximité. C'est par exemple le principe des plaques à induction : on génère des courants dans le fond des casseroles en les soumettant à un champ magnétique rapidement variable.

Revenons à la dynamo. Si on l'ouvre, on y trouve un aimant et un bobinage (enchevêtrement) de fils de cuivre. Quand votre roue tourne, la dynamo tourne et elle génère du courant électrique. Vous avez déjà compris que c'est l'énergie que vous fournissez en pédalant qui alimente en fait l'éclairage de votre vélo : il est beaucoup plus difficile de pédaler lorsque la dynamo est en marche, car elle vous prend de l'énergie.

Bon, c'est pas fini ! L'induction, c'est comme la lune, c'est tout con, mais ça a une face cachée : venez la découvrir! Vous comprendrez pour quelles raisons cette fois, l'électricité peut faire tourner votre machine à laver.


Et grâce à l'induction, on peut faire des tours de magie :