Approfondissement Physique

Magnétostatique et forces de Laplace

Champ magnétique créé par une spire et un solénoïde infini
Moment magnétique d'une spire :

connaître le couple exercé par un champ extérieur sur une spire


Action d'un champ magnétique sur un conducteur parcouru par un courant - Forces de Laplace :

établir l'expression de la résultante des forces de Laplace dans le cas d'une barre conductrice placée dans un magnétique stationnaire.
établir l'expression du moment du couple des actions mécaniques de Laplace dans le cas d'une spire parcourue par un courant placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire


Potentiel vecteur


Induction électromagnétique

ARQS magnétique :

Réécrire les équations de Maxwell dans l'ARQS magnétique


Courant induit :

Prédire le sens du courant induit suivant le sens de la variation du flux magnétique.




Circuit fixe dans un champ magnétique dépendant du temps

Induction de Neumann :

Utiliser la loi de Lenz
Utiliser la loi de Faraday pour calculer une fem induite
Utiliser le champ électromoteur pour calculer une fem induite
Utiliser la loi d'Ohm locale ou intégrale pour calculer une intensité


Auto-induction, flux propre et inductance propre :

évaluer l'inductance propre du bobine infinie (le champ magnétique crée par labobine sera donné)
Conduire un bilan énergétique dans un système siège d'un phénomène d'autoinduction en s'appuyant sur un schéma électrique équivalent


Bobines en interaction : Inductance mutuelle entre deux bobines
énergie magnétique :
Application au transformateur :

établir le rapport de transformation d'un transformateur idéal




Circuit mobile dans un champ magnétique stationnaire

Induction de Lorentz :

Utiliser la loi de Lenz
Utiliser la loi de Faraday pour calculer une fem induite.
Utiliser le champ électromoteur pour calculer une fem induite
Utiliser la loi d'Ohm locale ou intégrale pour calculer une intensité


Conversion de puissance mécanique en puissance électrique :

Rail de Laplace, Freinage électromagnétique
Conduire un bilan énergétique dans un système siège d'un phénomène d'auto induction en s'appuyant sur un schéma électrique équivalent


Circuit en rotation dans un champ magnétique uniforme :

Génératrice


Conversion de puissance électrique en puissance mécanique :

Moteur à courant continu à entrefer plan, Haut parleur électrodynamique




Milieux magnétique et transformateur

équations de Maxwell dans un milieu magnétique et dans l'ARQS :

Courants d'aimantation
Utiliser le vecteur excitation magnétique H et réécrire l'équation de Maxwell-Ampère dans un milieumagnétique


Forme intégrée (globale) des équations de Maxwell :

Loi de Faraday, Théorème d'Ampère


Milieu magnétique : cycle d'hystérésis
Application au transformateur réel :

Constitution
Transformation des tensions
Transformation des courants
Transformation des puissances
Normalisation des courants (bornes homologues)
Pertes fer et cuivre, énergie

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Ondes électromagnétiques dans un plasma

Interaction entre une OPPH et un plasma localement neutre sans collision

Savoir décrire un modèle simple de plasma de faible densité et sans interactions
Savoir qu'un plasma est un milieu dispersif et non absorbant de conductivité complexe imaginaire pure
Savoir établir la relation de dispersion
Savoir qu'il existe une pulsation de plasma au dessous de laquelle l'onde est évanescente (domaine réactif) et au dessus de laquelle une OPPH peut sepropager (zone de transparence)




Ondes électromagnétiques dans un conducteur

Interaction OPPH/conducteur :

Savoir que la conductivité est dans le cas général complexe
Savoir établir la relation de dispersion dans le cas général


Comportement basse fréquence :

Cas du conducteur ohmique(conductivité réelle)
Propagation avec dispersion et absorption
Savoir définir l'épaisseur de peau. Cas limite du conducteur parfait




Réflexion d'une OPPH entre deux demi-espaces d'indices complexes sous incidence normale

Coefficients complexes de réflexion et de transmission :

Coefficients de réflexion r et de transmission t en amplitude du champ électrique


Coefficients de réflexion et de transmission en puissance :

Coefficients de réflexion R et de transmission T en puissance à l'interface


Cas d'une interface Vide / Plasma :

établir les coefficients de réflexion et de transmission du champ électrique
établir les coefficients de réflexion et de transmission en puissance
Distinguer les comportements dans le domaine de transparence et dans le domaine réactif du plasma


Cas d'une interface Vide / Conducteur ohmique :

établir les coefficients de réflexion et de transmission du champ électrique
établir les coefficients de réflexion et de transmission en puissance
Cas limite du conducteur parfait

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