13/06/18 juligator 0 0
Balance du watt
Réalisation Margaux Khalil (École Estienne), Julien Bobroff et Frédéric Bouquet (Laboratoire de Physique des solides, Université Paris-Sud et CNRS). Toutes les informations et les autres projets sur opentp.fr
Niveau : Moyen
2 jours
Construction d'une balance du watt en lego
Principe physique
La balance du Watt est un dispositif qui permet de mesurer la masse d’un objet à l’aide des forces électromagnétiques.
D’un côté on a un plateau pour peser l’objet et de l’autre une bobine.
C’est une force de Laplace qui s’applique sur la bobine (plongée dans un champ magnétique) d’un côté et permet d’équilibrer le plateau de l’autre grâce à l’application d’un courant dans cette bobine.
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Legos
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Fils
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Ficelle
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Bricolage général
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Moteur
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Multimètre
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Aimants
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Arduino
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Generateur de courant
Matériel
Il faudra fabriquer une bobine si vous n’en avez pas sous la main.
Construction de la balance
Construisez la balance à partir de lego (ou autre).
Attachez un plateau d’un coté et une bobine de l’autre, disposez l’aimant à l’intérieur de la bobine fixé au sol (paillasse).
Équilibrez la balance.
Pesez un objet en faisant circuler du courant dans la bobine jusqu’à ce que la balance soit à l’équilibre.
Comment visualiser précisément la position d’équilibre?
Mesurez vous la même valeur d’intensité à l’équilibre en ramenant la balance en augmentant l’intensité ou en relâchant la balance en diminuant l’intensité? Pourquoi?
Comment connaître le plus précisément le champ magnétique et la longueur de la bobine utilisés ?
Velocity mode
On sait que cette force s’exprime: F=B.l.I avec l la longueur de fil dans la bobine.
Plutôt que de mesurer B.l on sait qu’en déplaçant la bobine verticalement autour de l’aimant on pourra y mesurer une ddp: V=B.l.u avec u la vitesse de déplacement.
Utilisez le moteur (et la carte Arduino) pour faire se déplacer la bobine verticalement autour de l’aimant.
Réalisez l’acquisition de la tension en fonction de la vitesse de déplacement.
Pouvez vous à partir de vos résultats et de la mesure de l’intensité donner la masse de l’objet pesé?
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