Electromagnétisme L1 Physique et Chimie

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Contenu du PDF : Notions de bases en électromagnétisme

Partie cours

Calculs d'intégrales

On rappellera les notions de bases pour le calcul d’intégrales en coordonnées sphériques et cylindriques (ou polaires). Il est très important de savoir utiliser les changements de coordonnées pour résoudre les problèmes d’électromagnétisme.

Calculs de flux et de circulation

On possera simplement la formule de base, en l'expliquant avec un exemple trivial. On énoncera également les théorèmes de Gauss et de Stockes.

Lois fondamentales de l'électromagnétisme (classique)

On énoncera les théorèmes de Coulomb et de Lorentz. On reliera également les champs électromagnétiques aux potentiels électromagnétiques.

Equations de Maxwell et Calculs de champs

On énoncera ici les quatre équations de Maxwell en les expliquant "avec les mains". Nous donnerons aussi les relations de Coulomb et de Biot-et-Savard. On finira par les théorèmes de Gauss et d’Ampère après avoir parler rapidement de loi de la conservation de la charge et de la symétrie des champs.

Compléments

Cette partie complète certains points de la partie de cours avec : 

-Trouver les éléments de volume, de surface et de longueur.

-L'expression de la divergence, du rotationnel et du Laplacien en coorodonnées locales.

-Les équations de Poisson.

-Théorème de Poynting.

Exercices

Calculs d'intégrales

Permet de "se faire la main" avant de passer aux choses sérieuses.

Electrodynamique

C'est un mélange entre électromagnétisme, et mécanique du point. Cette partie est optionnelle.

Electrostatique

On utilisera la loi de Coulomb et le théorème de Gauss. La boule chargée en volume et le cerceau chargé sont entièrement traités dans la correction.

Magnétostatique

On utilisera la loi de Biot et Savard dans cette partie, en plus du théorème d'Ampère.

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Moments_électromagnétiques_L1 (561.9 Ko)

Contenu de la fiche 

Cette fiche reprend le calcul du moment dipolaire et du moment magnétique dans la partie cours. 4 exercices sont proposés : 

-calcul du champ électrique en fonction du moment dipolaire

-calcul du champ magnétique en fonction du moment magnétique

-étude du moment dipolaire de l'eau

-étude du moment quadripolaire de la molécule de dioxyde de carbone.

Je me suis procuré les examens des années passées en électromagntisme. Les rédacteurs, M.Berche et M.Karevski, m'ont donné leurs accords pour diffuser les sujets. Les corrections seront uniquement données en séance de tutorat ! 

Sujet 1 : Avril 2014 - B.Berche

Ce sujet reprend les bases de l'électromagnétisme, avec le calcul de champ pour les charges ponctuelles. Le moment dipolaire y est traité. A la fin se trouve un exercice sur un système continu de charge.

Sujet1_avril_2014_bb (223.98 Ko) 

 Sujet 2 : Juin 2013 - D.Karevski

Questions de cours : théorème de Gauss, théorème d'Ampère, la loi de Biot-et-Savart, et définition du potentiel vecteur et d'un dipôle. 

Partie électrostatique : fil infini, et sphère chargée en volume.

Partie magnétostatique : fil infini et spire circulaire.

Sujet2_juin_2013_dk (47.34 Ko)

 Sujet 3 : Avril 2013 - D.Karevski

Le premier exercice traite du fil infini, puis du cylindre infini chargé en volume. Le second et un cas d'école : la sphère chargée en volume pour une distribution de charge inhomogène.

Sujet3 avril 2013 dk (72.7 Ko) 

 Sujet 4 : Juin 2012 - D.Karevski

Utilisation du théorème de Gauss pour le calcul du champ électrique généré par un fil infini et par un plan infini. L'exercice 2 est un peu plus compliqué si on n'est pas à l'aise avec les changements de variables, car il traite le cas du fil fini.

Sujet4_2012_dk (618.4 Ko)

 Sujet 5 : Avril 2012 - D.Karevski

Utilisation du théorème de Gauss pour le calcul du champ électrique généré par un fil infini et par une sphère portant une densité volumique de charge inhomogène.

Sujet5_2012_dk (520.7 Ko)