Champs magnétique et notions électromagnétiques/Exercices/Haut-parleur

Un haut-parleur électromagnétique est constitué d'un aimant permanent de forme particulière, et d'une bobine parcourue par un courant et pouvant coulisser sur l'un des pôles de l'aimant.

La bobine est solidaire d'une membrane M.

1. On suppose que le courant dans la bobine est continu.
   1. Représenter par un vecteur le champ magnétique existant au niveau des conducteurs.
   2. En déduire la direction et le sens des forces électromagnétiques exercées sur chaque spire de la bobine.
   3. Quel est l’effet de ces forces sur la membrane M ?
2. En réalité, le courant appliqué à la bobine est variable.
   1. Quel est l'effet de ce courant sur la membrane ?
   2. Pourquoi obtient-on un son ?

Solution

1. 1. Vue de côté : Vue de face :
   2. Les vecteurs ${\vec {l}}$ et ${\vec {B}}$ sont orthogonaux donc $\sin({\vec {l}},{\vec {B}})=1$. D'après la règle de main droit, ${\vec {F}}_{L}$ a pour direction orthogonale au vecteur du courant électrique ${\vec {i}}$ et celui du champ magnétique ${\vec {B}}$ donc il est orienté vers le membrane $M$ à tout point à l'intérieur du haut-parleur.
   3. La force de Laplace $F_{L}$ fait vibrer la membrane $M$.
2. 1. En variant $i$ en fonction de temps, on varie $F_{L}$ en fonction de temps et donc on varie la vibration de la membrane en fonction de temps.
   2. En variant la membrane en fonction de temps, on crée des compressions et des dilations de l'air ce qui constituent un son.