030 – Frein à courants de Foucault

Écrou de vis freiné par induction

Introduction à:

Règle de Lenz, courants de Foucault, force de Lorentz 

Matériel : 

• Aimant en fer à cheval 
• Écrou de vis en métal 
  

Instructions : 

• Faire tourner l’écrou en le claquant avec les doigts. 
• Tenir l’aimant au-dessus de manière à ce que l’écrou soit centré entre les pôles. 
  

Conseils : 

• Tenir l’aimant en biais et le faire bouger avec l’écrou pour éviter qu’il ne colle à l’aimant.  
• Les pièces de monnaie ne conviennent pas
  

Observation : 

• La rotation de l’écrou est fortement freinée dans le champ magnétique.  

Explication : 

• Les charges en mouvement dans un champ magnétique subissent une force perpendiculaire aux lignes du champ, la force de Lorentz.
• Le métal contient des électrons libres qui tournent avec lui, la force de Lorentz exercée sur eux entraîne des courants désordonnés dans le métal, appelés courants de Foucault (induction).
• Selon la règle de Lenz, l’effet d’induction est opposé à sa cause (la rotation dans le champ magnétique). La rotation est donc freinée. 
• D’un point de vue énergétique, l’énergie de rotation est transformée en énergie électrique et finalement en énergie thermique. 
• L’impulsion de rotation est alors transmise à l’aimant (non perceptible).