Version du 21 mars 2014 Intitulé de l'Unité d’Enseignement Code de l’UE Electrostatique Descriptif de l’unité Volumes horaires globaux (CM + TD + TP+ projet, autre…) Nombre de crédits Année de Licence 14h CM – 16 h TD/BE 3 L2 1. Objectifs de l'Unité d'Enseignement Connaître les caractéristiques de l’interaction électrostatique Comprendre les concepts de champ, potentiel et énergie électrostatique Connaître différentes techniques de calculs de champ et de potentiel électrique; savoir les appliquer dans des cas simples. Connaître les différents types de comportement électrique des matériaux (conducteur/diélectrique) Comprendre ce qu’est un condensateur et plus généralement la capacité d’un système de conducteurs Connaître le principe de fonctionnement de quelques capteurs et actionneurs électrostatiques. 2. Contenu de l’Unité d’Enseignement Interaction électrique : Loi de Coulomb – Principe de superposition Le champ électrique : Concept de champ – Champ créé par une charge ponctuelle – Champ créé par un ensemble de charges ponctuelles – Représentation du champ électrique – Symétrie et anti-symétrie par rapport à un plan. Distributions continues de charges : Du micro au macro - Notion de densité de charges : linéique, surfacique, volumique – Champ créé par une distribution continue de charges – Symétries et invariances. Energie et potentiel électriques : Mouvement d’une charge dans un champ uniforme – Travail de la force électrique - Energie potentielle électrique – Notion de potentiel électrique – Potentiel créé par des charges ponctuelles – Potentiel créé par une distribution continue de charges – Relation champ/potentiel - Représentation et interprétation. Théorème de Gauss : Notion de flux électrique – Enoncé du théorème de Gauss – Application au calcul du champ dans le cas de problèmes à symétrie sphérique ou à symétrie cylindrique – Calcul du champ créé par un plan infini uniformément chargé. Conducteurs à l’équilibre : Différents types de comportements électriques de la matière – Conducteur à l’équilibre dans un champ appliqué – Cavité dans un conducteur – Exemples Condensateurs : structure et fonctionnement d’un condensateur - Définition de la capacité d’un condensateur – Le condensateur plan – Energie électrostatique et densité volumique d’énergie électrique – Exemple de calcul de capacités – Association de condensateur, Les diélectriques : Dipôle électrique : définition, potentiel et champ - Moment dipolaire – Polarisation de la matière – Capacité d’un condensateur rempli d’un diélectrique – Notion de permittivité diélectrique – Différents mécanismes de polarisation (électronique, ionique, polaire) _ Matériaux piezzoélectriques. Applications : Capteurs et actionneurs dans les microsystèmes 3. Pré-requis Maths : calcul vectoriel – calcul intégral – Physique : mécanique du point (L1) – Structure de la matière 4. Références bibliographiques BENSON, Physique. 2. Electricité et magnétisme - Editions De Boeck