PC - physique - le cahier de texte 2009/2010

COURS L'electromagnétisme

• Charges et courants :
  - charges ponctuelles et courants filiformes
  - charges et courants volumiques
  - modèles limites surfaciques et linéiques
  

Annexe Compléments mathématiques : les opérateurs gradient et divergence

   Chapitre E1    Compléments mathématiques

COURS L'electromagnétisme

• Conservation de la charge :
  - forme intégrale
  - forme locale
• L'interaction électromagnétique :
  - force de Lorentz, champ électromagnétique
  - propriétés de symétrie des champs E et B

COURS L'electromagnétisme

• Courants dans les conducteurs :
     - mouvement des porteurs de charge
     - loi d'Ohm : formes locale et intégrale
     - loi de joule
     - Effet Hall - Force de Laplace

Annexe Compléments mathématiques

• L'opérateur rotationnel :
  - expression intrinsèque et expression analytique en coordonnées cartésiennes
  - champs de vecteurs à circulaion conservative
  - composition des opérateurs (divrot, rotgrad...)
     Compléments mathématiques

COURS Les Equations de Maxwell

• Expressions locale et intégrale, interprétation physique
• Relations de passage des champs E et B
• Champs et Potentiels
• L'Approximation des Régimes Quasi-Stationnaires

COURS Les Régimes Stationnaires

• Le cadre des régimes stationnaires
• Champ électrique permanent :
  - Loi de Coulomb
  - Propriétés : flux et circulation, potentiel, équation de Poisson
     - Le condensateur plan : champ, potentiel, capacité, energie

COURS Les Régimes Stationnaires

• Champ électrique permanent :
      - Distributions dipolaires : moment dipolaire, champ créé, actions subies

• E1 Champ d'une distribution à symétrie sphérique
• E2 Champ électrique dans une cavité sphérique
• E3 Potentiel de Yukawa

COURS Les Régimes Stationnaires

• Champ magnétique permanent :
  - Loi de Biot et Savart : le champ sur l'axe d'une spire
  - Rotationnel et théorème d'Ampère : le champ d'un fil infini
  - Divergence et conservation du flux
  - L'exemple de la bobine : champ, potentiel-vecteur, inductance, énergie

COURS    Energie électromagnétique

• Energie du champ électromagnétique
• Equation de conservation de l'énergie
• Vecteur de Poynting - puissance rayonnée

• Notion de force électromotrice
• Mises en évidence expérimentales :
     - l'aimant et la bobine : apparition d'une fem induite, applications possibles
     - rails de Laplace : couplage électromécanique
     - résultats historiques : lois de Faraday, de Lenz
• Théorie de l'induction :
     - fem d'induction et champ électromoteur
     - retour sur la loi de Faraday

COURS Phénomènes d'induction électromagnétique

• Auto-induction - mutuelle induction

• E11 Translation d'une tige par induction

COURS Phénomènes d'induction électromagnétique

• Applications des phénomènes d'induction :
     - transducteurs électromécanique : le haut-parleur
            - équations du HP
            - fonctionnement en régime sinusoïdal : impédance motionnelle
            - rendement d'un HP
            - couplage énergétique parfait , généralisation

T.D. Exercices

• E10 Champ et énergie dans un câble coaxial

COURS Phénomènes d'induction électromagnétique

• Applications des phénomènes d'induction :
     - courants de Foucault
     - effet de peau : champ électromagnétique dans un conducteur semi-infini, interprétation énergétique

Complément La roue de Barlow

• Principe de fonctionnement
• Calcul de la fem induite
• Calcul du moment des forces de Laplace
• Application et généralisation : moteur à courant continu

T.D. Exercices

• E15 Modification d'un mouvement pendulaire par induction

T.D. Exercices

• E12 Rotation d'une tige par induction
• E14 Freinage par induction
• E16 Roues de Barlow couplées