QCM : Électricité et électromagnétisme (11 questions)

Explication

Oersted observe qu’un courant dans un fil dévie l’aiguille d’une boussole placée à proximité, révélant un lien entre électricité et magnétisme. La création d’un électroaimant relève d’une étape ultérieure, le soulèvement du fer est associé à la démonstration de Joseph Henry et le retour à zéro ne décrit pas cette observation.

Explication

Une bobine parcourue par un courant se comporte comme un aimant : c’est la définition d’un électroaimant. Un aimant naturel n’est pas une bobine alimentée, un galvanomètre détecte un courant et une pile fournit de l’énergie électrique.

Explication

L’induction électromagnétique désigne l’apparition d’une tension dans un conducteur soumis à un champ magnétique variable. Un champ constant ne correspond pas à la condition énoncée, tandis que la magnétisation et la déviation d’une boussole décrivent d’autres effets.

Explication

Un courant induit apparaît lorsque l’aimant et la bobine sont en mouvement relatif, ce qui fait varier le champ dans la bobine. La simple proximité d’un aimant immobile ne crée pas cette variation; la conductivité seule ou un champ constant ne suffit pas non plus.

Explication

Cette équation exprime que le champ magnétique n’a pas de sources isolées, contrairement au champ électrique qui est lié à la densité de charge dans l’équation de Maxwell-Gauss. L’équation reliant le champ magnétique au courant et à la variation du champ électrique est celle de Maxwell-Ampère.

Explication

La hauteur de chute mentionnée pour le barrage des Trois-Gorges est de 80 m. Le débit de 34 000 m³·s⁻¹ est également donné, mais il s’agit d’un débit volumique et non d’une hauteur.

Explication

Le rendement évalue l’efficacité de la conversion en comparant l’énergie électrique produite à l’énergie mécanique reçue. La comparaison avec l’énergie thermique dissipée ne correspond pas à la définition donnée du rendement de l’alternateur.

Explication

Chaque aimant contribue à la fréquence induite à chaque tour, d’où la relation $f=N\omega$. La somme des deux grandeurs ne tient pas compte de la répétition des passages des aimants pendant la rotation.

Explication

Les pôles saillants sont plutôt associés aux centrales hydroélectriques et à une rotation plus lente, souvent avec davantage de paires de pôles. À l’inverse, les pôles lisses sont fréquents dans les centrales thermiques et peuvent tourner rapidement.

Explication

Un courant induit apparaît lorsque le champ magnétique varie dans la bobine, ce qui exige un mouvement relatif entre l’aimant et la bobine pendant la mesure. Un galvanomètre placé dans une autre pièce n’explique pas l’échec : l’absence de variation du champ est la cause déterminante.

Explication

Une bobine parcourue par un courant se comporte comme un aimant et peut produire un champ plus intense que celui d’un aimant naturel. Un galvanomètre sert à détecter un courant, et non à renforcer un champ magnétique.