i
i
i
i
i
i
i
i
Étude d’une bobine réelle dans l’approximation des régimes quasi-stationnaires . . . . . 144
Le moteur à courant continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Constitution d’un moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Phénomène d’induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Couple électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Moteur à excitation indépendante (ou séparée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Moteur à excitation série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Les équations de l’électromagnétisme en régime variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Équation de continuité (conservation de la charge électrique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Équation de Maxwell - Ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Potentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Ondes électromagnétiques dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Équation de propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Une solution particulièrement simple : l’onde plane homogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Ondes sinusoïdales. Polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Énergie électromagnétique : densité volumique et flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Vue d’ensemble des radiations électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Électromagnétisme de la matière : étude macroscopique des diélectriques . . . . . . 154
Mise en évidence du rôle des diélectriques en électrostatique : polarisation induite . . . 154
Vecteur polarisation
− →
P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Susceptibilité électronique xe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Répartition des charges de polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Potentiel et champ à l’intérieur du diélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Équations de Maxwell et conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Électromagnétisme de la matière : étude microscopique des diélectriques . . . . . . 156
Polarisation électronique des atomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Polarisation des molécules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Bilan des polarisations des diélectriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Électromagnétisme de la matière : milieux aimantés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Dipôle magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Moments dipolaires magnétiques dans la matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Description d’un échantillon de matière aimantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Équations de Maxwell dans la matière aimantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
3. ÉLECTROCINÉTIQUE (Michel Toulmonde) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
L’interaction électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Domaines d’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Les interactions en physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Le champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Le potentiel électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Capacité électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Les circuits électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Loi d’Ohm pour un conducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
SOMMAIRE
5
i
i
i
i
i
i
i
Étude d’une bobine réelle dans l’approximation des régimes quasi-stationnaires . . . . . 144
Le moteur à courant continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Constitution d’un moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Phénomène d’induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Couple électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Moteur à excitation indépendante (ou séparée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Moteur à excitation série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Les équations de l’électromagnétisme en régime variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Équation de continuité (conservation de la charge électrique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Équation de Maxwell - Ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Potentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Ondes électromagnétiques dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Équation de propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Une solution particulièrement simple : l’onde plane homogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Ondes sinusoïdales. Polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Énergie électromagnétique : densité volumique et flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Vue d’ensemble des radiations électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Électromagnétisme de la matière : étude macroscopique des diélectriques . . . . . . 154
Mise en évidence du rôle des diélectriques en électrostatique : polarisation induite . . . 154
Vecteur polarisation
− →
P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Susceptibilité électronique xe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Répartition des charges de polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Potentiel et champ à l’intérieur du diélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Équations de Maxwell et conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Électromagnétisme de la matière : étude microscopique des diélectriques . . . . . . 156
Polarisation électronique des atomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Polarisation des molécules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Bilan des polarisations des diélectriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Électromagnétisme de la matière : milieux aimantés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Dipôle magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Moments dipolaires magnétiques dans la matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Description d’un échantillon de matière aimantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Équations de Maxwell dans la matière aimantée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
3. ÉLECTROCINÉTIQUE (Michel Toulmonde) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
L’interaction électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Domaines d’étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Les interactions en physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Le champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Le potentiel électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Capacité électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Les circuits électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Courant électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Loi d’Ohm pour un conducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
SOMMAIRE
5