Electromagnetisme








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titreElectromagnetisme
date de publication07.07.2017
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typeCours
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MP* 1 Interrogations de physique et chimie

quinzaine 7 du 16 au 20 / 01 / 17 (semaine B)



ELECTROMAGNETISME : 
Induction électromagnétique : cours et exercices

La notion de champ électromoteur n’est plus au programme

Expériences de mise en évidence, loi de Lenz. Existence des courants de Foucault.

Circuit fixe dans B variable, fém induite, loi de Faraday. Auto-induction, coefficient d’inductance propre. Couplage de 2 circuits par induction mutuelle, coefficient d’inductance mutuelle 

Déplacement d’un conducteur dans B , cas où B est extérieur et permanent, relation entre fém induite et puissance des forces de Laplace pour une portion de circuit filiforme, loi de Faraday pour un circuit fermé . Loi de Faraday dans le cas général (admise).

Exercices sur le couplage électromécanique : « rails de Laplace »

Energie électromagnétique: cours et exercices

Identité de Poynting (démonstration non exigible), signification : densité volumique d’énergie électromagnétique associée au champ (E ,B), vecteur de Poynting. Exemples : cylindre conducteur en régime permanent.
PROPAGATION :

Cours et exercices simples :

Ondes électromagnétiques planes dans le vide (dépendance temporelle quelconque), transversalité des champs, structure de l’onde plane progressive, transport d’énergie. OPPM électromagnétiques dans le vide: vecteur d’onde, polarisations, représentation complexe des champs E et B ,valeur moyenne du vecteur de Poynting (flux surfacique normal).

Notions (admises) sur la propagation d’une OPPM dans un milieu transparent d’indice n(), vitesse de phase. Existence du phénomène de dispersion.

cas des OPPM transverses dans un plasma dilué : équation de propagation de E, relation de dispersion, pulsation de plasma, étude de la vitesse de phase et de la vitesse de groupe.

L’étude de l’effet de peau dans un conducteur ohmique a été abordée succinctement; le but est de mettre en évidence la propagation avec atténuation décrite à l’aide d’un vecteur d’onde à partie imaginaire.

Notions sur la cohérence temporelle des ondes lumineuses, causes d’élargissement des raies spectrales.

Production et analyse d’une lumière polarisée rectilignement: polariseur, analyseur, loi de Malus. Les lames à retard demi-onde et quart d’onde ne sont plus au programme.
Questions de cours sur le programme 7B (liste non exhaustive) :



  • Mise en évidence des phénomènes d’induction électromagnétique, loi de Lenz.

  • Courants de Foucault : définition, manifestations, applications.

  • Circuit fixe placé dans B variable, loi de Faraday.

  • Auto-induction.

  • Inductance propre d’un solénoïde long

  • Coefficient d’inductance mutuelle de 2 circuits.

  • Induction par déplacement d’un conducteur dans un champ magnétique

  • Déplacement d’un circuit filiforme dans un champ B permanent, loi de Faraday

  • Exemples de couplage électromécanique (rails de Laplace)

  • Identité de Poynting (démonstration non exigible), signification : densité volumique d’énergie électromagnétique associée au champ (E ,B), vecteur de Poynting.

  • Structure de l’onde plane électromagnétique progressive dans le vide, transport d’énergie

  • OPP électromagnétiques sinusoïdales dans le vide: polarisations, représentation complexe des champs E et B, valeur moyenne du vecteur de Poynting (flux surfacique normal).

  • Caractère limité de la cohérence temporelle des ondes lumineuses « monochromatiques », causes d’élargissement des raies spectrales.

  • Production et analyse d’une lumière polarisée rectilignement: polariseur, analyseur, loi de Malus.

  • Effets de la dispersion sur la propagation des paquets d’onde, vitesse de phase et vitesse de groupe.

  • OPPM transverses dans un plasma dilué; relation de dispersion, pulsation de coupure, vitesse de phase, vitesse de groupe.

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