Construction d'une balance électrique


Résumé :


Si on démonte une balance électronique de laboratoire, on constate que la pesée se fait grâce à un asservissement en position de la balance, par la régulation d'un courant électrique dans une bobine qui sera plus ou moins attirée par un aimant permanent, comme dans un moteur de haut parleur. Il y a une proportionnalité entre le courant électrique et la masse posée sur le plateau de la balance.

Matériel:


• une balance mécanique
• potence de mécanique, avec une pince
• alimentation stabilisée, avec ampèremètre adapté
• bobine
• aimant droit
• masses marquées, petits objets identiques à peser.

Description du montage:


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On suspend sous un plateau de la balance l'aimant, collé sur une pièce métallique (fer), accrochée sous le plateau. On équilibre l'aimant en ajoutant sous l'autre plateau une tare et à vide, la balance doit être parfaitement équilibrée. Le bas de l'aimant passe à travers la bobine, qui est reliée à une alimentation et à un ampèremètre.
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Exemple de mesure:


On dépose sur le plateau de pesée de petits écrous, l'un après l'autre, en ajustant l'intensité du courant à chaque fois pour garder l'équilibre de la balance. On pourra, si nécessaire, mettre en série avec la bobine un rhéostat  pour limiter le courant.

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A chaque fois, le champ magnétique créé par le courant dans la bobine va interagir avec le champ magnétique permanent de l'aimant. Cette force, si la position de l'aimant reste constante, ne dépendra que de l'intensité du courant I.
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Ensuite, on trace le courant I en fonction de la masse déposée, et on observe une très belle linéarité pour ce résultat.
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