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  • Programme de la colle 17 et du DS 6

    Colle 17 – lundi 4 au vendredi 8 février 2019

     

    • Chapitres 2 et 3 : Electrostatique et dipôle électrostatique : cf semaine 16.

     

    Chapitre 4 : équations de Maxwell : aucune démonstration sur ce chapitre.

     

    Chapitre 5 : Magnétostatique : donner obligatoirement sur ce thème un calcul de champ classique au programme : fil fin infini, solénoide ou tore ( attention les distributions surfaciques, comme le plan infini sans épaisseur, ne sont plus au programme, la couche plane volumique n’a pas été traitée en cours ).

     

    Notions et contenus

    Capacités exigibles

    4.     Équations de Maxwell

     

    4.1 Postulats de l’électromagnétisme

     

    Force de Lorentz.Équations locales de Maxwell. Formes intégrales.

    Compatibilité avec les cas particuliers de l’électrostatique et de la magnétostatique ;  compatibilité avec la conservation de la charge.

     

    Linéarité.

    Utiliser les équations de Maxwell sous forme locale ou intégrale. Faire le lien entre l’équation de Maxwell-Faraday et la loi de Faraday étudiée en PCSI.

     

     

     

    Utiliser une méthode de superposition.

    4.2 Aspects énergétiques

     

    Vecteur de Poynting. Densité volumique d’énergie électromagnétique. Équation locale de Poynting.

    Utiliser les grandeurs énergétiques pour faire des bilans d’énergie électromagnétique.

    Associer le vecteur de Poynting et l’intensité utilisée en optique.

    4.3 Validation de l’approximation des régimes quasi-stationnaires « magnétique »

     

    Équations de propagation des champs E et B dans le vide. Caractère non instantané des interactions électromagnétiques. Relation e0m0c2=1.

    Établir les équations de propagation. Interpréter c.

    ARQS « magnétique ».

    Discuter  la légitimité du régime quasi-stationnaire.

    Simplifier les équations de Maxwell et l’équation de conservation de la charge et  utiliser les formes simplifiées.

    Étendre le domaine de validité des expressions des champs magnétiques obtenues en régime stationnaire.

     

     

    Notions et contenus

    Capacités exigibles

    ·            Magnétostatique

     

    3.1 Champ magnétostatique

     

    Équations locales de la magnétostatique et formes intégrales : flux conservatif et théorème d’Ampère.

     

    Linéarité des équations.

    Choisir un contour, une surface et les orienter pour appliquer le théorème d’Ampère.

     

    Utiliser une méthode de superposition.

    Propriétés de symétrie.

     

     

     

    Propriétés topographiques.

    Exploiter les propriétés de symétrie des sources (rotation, symétrie plane, conjugaison de charges) pour prévoir des propriétés du champ créé.

    Justifier qu’une carte de lignes de champs puisse ou non être celle d’un champ magnétostatique ; repérer d’éventuelles sources du champ et leur signe/sens. Associer l’évolution de la norme de B à l’évasement des tubes de champ.

    3.2 Exemples de champs magnétostatiques

     

    Câble rectiligne « infini ». Limite du fil rectiligne infini.

    Déterminer le champ créé par un câble rectiligne infini. Calculer et connaître le champ créé par un fil rectiligne infini. Utiliser ces modèles près d’un circuit filiforme réel.

    Solénoïde long sans effets de bords.

     

     

    Inductance propre. Densité volumique d’énergie magnétique.

     

    Calculer et connaître le champ à l’intérieur, la nullité du champ extérieur étant admise.

     

    Établir les expressions de l’inductance propre et de l’énergie d’une bobine modélisée par un solénoïde. Associer cette énergie à une densité d’énergie volumique.

     

     

    Programme du DS 6 ( samedi 9 février ) :

     

    Charges et courants ; électrostatique ; magnétostatique ; induction ( =ARQS) ; équations de Maxwell.

    Ondes électromagnétiques dans le vide.