SEMAINE N°16 DU 23 Au 27 Janvier PHYSIQUE
publicité
Programme de colle de Physique-Chimie CLASSE DE P.S.I. 2016-2017 SEMAINE N°16 DU 23 Au 27 Janvier rappel: on ajoute le programme de la semaine précédente PHYSIQUE CHAMP MAGNÉTIQUE EN RÉGIME STATIQUE I-Électromagnétisme en régime stationnaire II-Équation de Maxwell-Thomson 1) Forme intégrale 2) Conséquences sur la topographie du champ III-Équation de Maxwell-Ampère 1) Théorème d’Ampère 2) Exemples de calcul de champ a) fil rectiligne infini b) cylindre infini c) solénoïde infini d) bobine torique IV-Force de Laplace 1) Modèle 3D 2) Modèle filiforme V-Dipôle magnétique 1) Champ magnétique crée par un dipôle 2) Actions mécaniques subies par un dipôle PSI 2015-2016 semaine n°16 page 1/2 Programme officiel ÉLECTROMAGNETISME Objectifs de formation Le bloc 4 introduit les équations de Maxwell-Ampère et Maxwell-Thomson comme des postulats de l'électromagnétisme. La conservation du flux de B , qui est la traduction intégrale de l'équation de Maxwell-Thomson, est l'occasion de revenir sur les connaissances de première année, où le champ magnétique a été abordé de manière descriptive. Les seuls calculs exigibles de champs magnétiques doivent pouvoir être traités par le théorème d'Ampère, la loi de Biot et Savart et le potentiel vecteur sont hors programme. L'expression de la densité volumique d'énergie magnétique est établie sur le cas particulier d'une bobine longue, sa généralité est admise. Les distributions surfaciques de courant ne seront pas introduites à ce stade, leur usage étant strictement limité à l’étude de la réflexion d’une onde électromagnétique sur un métal parfait. Notions et contenus Capacités exigibles 4. Champ magnétique en régime stationnaire Équations de Maxwell-Ampère et Maxwell-Thomson. Énoncer les équations de Maxwell-Ampère et MaxwellThomson. Particulariser l'équation de Maxwell-Ampère au régime stationnaire. Conservation du flux magnétique. Exploiter la conservation du flux magnétique et ses conséquences sur les lignes de champ magnétique. Théorème d'Ampère. Énoncer et appliquer le théorème d'Ampère. Établir l'expression du champ magnétique créé par : − un fil infini ; − un fil épais et infini ; − un solénoïde infini en admettant que le champ extérieur est nul ; − une bobine torique. Exprimer les forces de Laplace s’exerçant sur un conducteur filiforme, sur une distribution volumique de courant. Forces de Laplace. 6. Milieux ferromagnétiques Aimant permanent, champ magnétique créé dans son environ- À partir d’une formule fournie exprimant le champ d’un dipôle nement. magnétique, décrire le champ créé par un aimant à grande distance et représenter qualitativement les lignes de champ magnétique. Actions subies par un dipôle magnétique dans un champ magnétique extérieur. Utiliser les expressions fournies de l’énergie potentielle, de la résultante et du moment. Décrire qualitativement l’évolution d’un dipôle magnétique dans un champ extérieur. Citer l’ordre de grandeur du champ géomagnétique en France. PSI 2015-2016 semaine n°16 page 2/2
