Dernière mise à jour : 2026-07-01

Ce que décrit la loi de Faraday

Lorsque le flux magnétique traversant une spire de fil change, une tension apparaît aux bornes de cette spire. La loi d'induction de Faraday relie la valeur de cette tension à la vitesse de variation du flux et au nombre de spires qui partagent cette variation. C'est l'un des fondements du génie électrique : toute génératrice, tout transformateur et tout chargeur à induction fonctionne grâce à elle.

La formule

Pour une bobine de N spires, la force électromotrice (f.é.m.) induite est :

Ici N est le nombre de spires, ΔΦ la variation du flux magnétique à travers une spire (en weber) et Δt la durée de la variation. Le signe moins traduit le sens fixé par la loi de Lenz ; la valeur de la f.é.m. est :

La loi de Lenz et le signe moins

Le signe moins de la loi de Faraday est la loi de Lenz exprimée autrement. Elle dit que le courant induit circule dans le sens qui s'oppose à la variation qui l'a créé. Approchez un aimant d'une bobine et la bobine repousse ; éloignez-le et elle tente de le retenir. Cette opposition fait que le bilan d'énergie est cohérent : l'énergie électrique obtenue est payée par le travail mécanique fourni contre cette résistance. Comme le signe ne fixe que le sens, ce calculateur affiche la valeur absolue de la f.é.m.

Exemple résolu

Une bobine de 100 spires est placée dans un champ magnétique. En 0,1 seconde, le flux à travers chaque spire varie de 0,02 Wb. Calculer la f.é.m. induite.

1. Repérer les valeurs : N = 100, ΔΦ = 0,02 Wb, Δt = 0,1 s.
2. Appliquer la loi de Faraday (valeur) : |ε| = N × ΔΦ / Δt = 100 × 0,02 / 0,1.
3. Calculer : |ε| = 100 × 0,2 = 20 V.

La bobine développe donc une f.é.m. de 20 V pendant que le flux varie.

Comment obtenir une f.é.m. plus grande

La formule met en évidence trois leviers indépendants :

• Plus de spires. Doubler N double la f.é.m. C'est pourquoi les bobines sont enroulées avec de nombreux tours de fil fin.
• Une variation de flux plus grande. Un champ plus intense, une spire de plus grande surface ou un plus grand balayage de l'angle entre les deux augmentent ΔΦ.
• Une variation plus rapide. La même variation de flux en deux fois moins de temps produit deux fois plus de f.é.m. ; c'est pourquoi faire tourner une génératrice plus vite élève sa tension de sortie.

Génératrices et transformateurs

Dans une génératrice, une bobine tourne dans un champ magnétique. En tournant, le flux qui la traverse monte et descend et induit une f.é.m. alternative : ainsi le mouvement mécanique devient de l'électricité. Dans un transformateur, un courant alternatif dans l'enroulement primaire crée un flux variable dans un noyau commun ; ce flux induit une f.é.m. dans l'enroulement secondaire. Le rapport du nombre de spires entre les deux enroulements fixe l'élévation ou l'abaissement de la tension, conséquence directe du N de la loi de Faraday.

Calculs liés

La loi de Faraday va de pair avec les grandeurs qui fixent d'abord le flux : le champ autour d'un fil parcouru par un courant, le champ à l'intérieur d'un solénoïde et la réactance qu'une bobine oppose au courant alternatif. Calculer le flux pour un champ et une surface donnés est l'étape naturelle avant d'appliquer ici la loi.