En 1831, Michael Faraday a réalisé de nombreuses expériences pour tenter de prouver que l’électricité pouvait être générée à partir du magnétisme. En l’espace de quelques semaines, le grand expérimentateur avait non seulement clairement démontré ce phénomène, désormais connu sous le nom d’induction électromagnétique, mais il avait également développé une bonne conception des processus impliqués. L’une des expériences réalisées par Faraday au cours de cette année importante mettait en scène un aimant permanent et un galvanomètre connectés à une bobine de fil enroulée autour d’un cylindre de papier, semblables à ceux illustrés dans ce tutoriel.
Pour simuler l’expérience de Faraday, cliquez et faites glisser le barreau aimanté d’avant en arrière à l’intérieur de la bobine. Observez que le voltmètre lié à la bobine n’indique la présence d’un courant que lorsque l’aimant est réellement en mouvement, et que son aiguille dévie dans une direction lorsque l’aimant est déplacé dans la bobine et dans la direction opposée lorsqu’il est tiré hors de la bobine. Notez également les lignes de champ magnétique, représentées en bleu, qui émanent de l’aimant, et comment la direction du courant (indiquée par les flèches noires) change en fonction du sens de déplacement de l’aimant. Comme vous pouvez l’observer, lorsque l’extrémité nord de l’aimant entre dans la bobine, un courant est induit qui circule autour de la bobine dans le sens inverse des aiguilles d’une montre ; lorsque l’aimant est ensuite retiré de la bobine, le sens s’inverse pour devenir celui des aiguilles d’une montre.
Notez également que le courant produit est plus fort lorsque l’aimant est déplacé rapidement plutôt que progressivement. Ajustez le curseur du nombre de tours et déplacez à nouveau l’aimant dans et hors de la bobine pour déterminer la relation entre les tours de fil dans la bobine et le courant induit dans cette bobine. Comme l’indique le voltmètre, une plus grande tension peut être induite dans les bobines faites d’un plus grand nombre de tours de fil.
Utilisez le bouton bleu de l’aimant à bascule pour voir comment les choses changent lorsque l’extrémité sud de l’aimant, présentant différentes lignes de champ, interagit avec les bobines de fil.
Dans cette démonstration de l’induction électromagnétique, l’énergie mécanique de l’aimant en mouvement est convertie en électricité, car un champ magnétique en mouvement, entrant dans un conducteur, induit un courant dans le conducteur. Ce qui se passe également (bien que cela ne soit pas illustré dans ce tutoriel), c’est que le courant qui a été induit dans le fil génère à son tour un autre champ magnétique autour du fil. Ce champ s’oppose au champ de l’aimant en mouvement, comme l’explique la loi de Lenz.