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UE3 - Electrostatique - Magnétostatique

UE3 - Electrostatique - Magnétostatique

En pratique :

Volume horaire de cours : 16.5
Volume horaire global de TD : 16.5
Langue principale : français
Nombre de crédits européens : 4

Description du contenu de l'enseignement

Programme des enseignements :
-Opérateurs vectoriels. Théorèmes de Stokes et Green-Ostrogradsky. Circulation et flux d’un champ vectoriel.
-Distributions de charges et courants.
-Rappel sur la loi de Coulomb. Champ électrostatique. Propriétés de symétrie. Circulation conservative : introduction du potentiel électrostatique, signification physique, relation locale. Flux non conservatif : théorème de Gauss, relation locale. Relations de passage.
-Dipôle électrostatique. Moment dipolaire. Potentiel et champ créés. Actions subies par un dipôle placé dans un champ électrostatique d’origine extérieure : résultante et moment. Energie potentielle d’un dipôle rigide dans un champ électrostatique d’origine extérieure. Dipôle induit et polarisabilité. Applications aux interactions ion-molécule et molécule-molécule.
-Conducteurs en équilibre électrostatique. Phénomène d’influence. Condensateurs.
-Champ électromagnétique et relativité galiléenne. Action d’un champ magnétostatique sur un conducteur parcouru par un courant. Postulats relatifs au flux et à la circulation du champ magnétostatique, relations locales. Potentiel vecteur. Loi de Biot et Savart. Propriétés de symétrie. Relations de passage.
-Dipôle magnétostatique. Moment dipolaire. Potentiel vecteur et champ créés. Actions subies par un dipôle placé dans un champ magnétostatique d’origine extérieure : résultante et moment. Énergie potentielle d’un dipôle rigide placé dans un champ magnétostatique d’origine extérieure. Application au champ magnétique terrestre.
Phénomènes d’induction. Notion de force électromotrice. Lois de l’induction : cas de Neumann, cas de Lorentz, généralisation. Loi d’Ohm généralisée. Coefficients d’inductance propre et de mutuelle inductance.


Compétences à acquérir

Objectifs :
Etudier des champs électrique et magnétique en régime stationnaire et quelques-unes de leurs applications. Aborder une première dépendance temporelle des champs dans l’étude des phénomènes d’induction.

Compétences acquises :
- Savoir manipuler l’algèbre vectoriel sous-jacent au traitement de l’électromagnétisme.
- Exploiter les propriétés de symétrie des sources pour prévoir des propriétés du champ créé.
- Calculer différents champs en mettant en œuvre des relations locales ou intégrales.
- Etre en mesure de comprendre et utiliser les bases et modèles simples de l’électromagnétisme pour l’interprétation ultérieure de problèmes physiques ou technologiques : électro-aimants, alternateurs, moteurs, antennes, propagation électromagnétique, liaison chimique…


Modalités pédagogiques

  • en présence

Discipline

Electrostatique.
Magnétostatique.


Pré-requis

Profils attendus

Physique 1 et 2 (L1) principalement les modules Electrocinétique, Mécanique, Electrostatique. Outils Mathématiques 1 et 2 (L1).

Les TP associés à cet enseignement sont dans l’UE Applications de la physique 1.