fascicule d`exams d`electricite – 1ere annee – lmd – st

FASCICULE D’EXAMENS D’ELECTRICITE –1ERE ANNEE–LMD–ST
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UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA
TECHNOLOGIE HOUARI BOUMEDIENE
FACULTE DE PHYSIQUE
FASCICULE DES EXAMENS
D’ELECTRICITE
SYSTEME L.M.D: ST ET SM
- A. CHAFA
- A.DIB
- F.CHAFA – MEKIDECHE
- A. DERBOUZ
- F. KAOUAH
- M. HACHEMANE

FASCICULE D’EXAMENS D’ELECTRICITE –1ERE ANNEE–LMD–ST
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Introduction
Ce fascicule a été élaboré par une équipe de six enseignants de première
année du système Licence –Master-Doctorat (L.M.D.) spécialité Sciences et
technologie (S.T). Il comporte les différents examens élaborés par cette équipe
entre 2007 et 2014 avec les corrections respectives.
L’équipe est constituée par les enseignants suivants :
A. CHAFA
F. MEKIDECHE – CHAFA
A. DERBOUZ
A. DIB
M. HACHEMANE
F. KAOUAH
L’esprit de ce fascicule est d’aider les étudiants de première année à
apprendre à traiter un sujet de mécanique du point. Il comporte des solutions
ainsi que le barème appliqué pour leur permettre une auto évaluation.
Nous cherchons, à travers ce modeste travail, à montrer aux étudiants que
le module de mécanique n’est pas difficile pour les étudiants qui travaillent
régulièrement. Les différents sujets proposés sont une application du cours avec
des questions de réflexion pour leur permettre de réfléchir et non pas
apprendre des formules.
Nous suggérons la méthode suivante pour traiter un sujet de mécanique
lors d’un examen :
- Lire le sujet jusqu’au bout avant de commencer à écrire quoi que ce soit.
- Souligner les mots clés et qui donnent les informations sur l’exercice.
- Commencer par l’exercice qui vous parait le plus simple.
- Si vous coincer sur une question passez à autre chose.
- Ne perdez pas beaucoup de temps à tout écrire au brouillon.
- Relire avant de remettre la copie.
Bonne lecture et bon courage
Les auteurs

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Sujet 01
Exercice 1(8 points):
I- Un conducteur de forme quelconque homogène, en équilibre
électrostatique, porte une charge Q.
1- Que vaut le champ électrique à l’intérieur de ce conducteur ?
2- Que vaut le potentiel électrique à l’intérieur de ce conducteur ?
3- Où est située la charge Q ?
II- Nous disposons maintenant d’un câble coaxial, cylindrique, constitué de
deux cylindres conducteurs infiniment longs, d’axe oz, séparés par le vide.
Le premier est plein de rayon R1, de potentiel V0 et porte une charge Q1.
Le second est creux, de rayon R2 est relié au sol (voir figure 1)
1- Quel est le signe de Q1
2- L’ensemble étant à l’équilibre, quelle est la charge Q2 de la face interne du
cylindre externe.
3- Déterminer, à l’aide du théorème de Gauss, la direction, le sens et le
module du champ électrique entre les deux conducteurs (R1  r R2).
4- a- Un utilisant la circulation du champ électrique (
dV E.dl
)
donner l’expression de la charge Q1
b- Déduire l’expression de la capacité du câble coaxial
c- Calculer cette capacité par unité de longueur
5- En appliquant l’expression locale de la loi d’Ohm (
jE
) donner
l’expression de la résistance de ce câble.
6- Donner la relation liant la résistance à la capacité.
A.N: R1 = 1 mm, R2 = 3 mm Ln3 = 1.1
0
1
K4
=9 109 MKSA
R2
R1
Q2
Q1
V0
Figure 1

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Exercice 2 (8points):
Soit le circuit suivant constitué de deux générateurs réversibles de f.e.m E1 et
E2 respectivement et de résistance interne r1 et r2 ; un condensateur C
initialement déchargé est monté en série avec une résistance R (Voir figure 1).
1- On ferme K1 et K2 ouvert :
a- Etablir l’équation différentielle régissant la charge de C
b- Trouver la valeur de la charge finale Qf
c- Calculer l’énergie interne du condensateur (Wc)
d- Déduire l’énergie dissipée par effet joule (Wj)
2- On ouvre K1 et on ferme K2
a- Etablir l’équation différentielle régissant la variation de la charge
de C
b- Calculer la constante de temps 
c- Donner la nouvelle valeur de la charge finale Q’f de C.
d- En déduire la quantité de charge transférée.
e- Quel est le rôle du générateur réversible E2. Justifier
Exercice 3 (4 points):
On considère un fil infini parcouru par un courant d’intensité I (voir figure 3) :
1- Déterminer l’expression du champ magnétique
d’induction
B
crée en un point M.
2- Une charge (+q) passe par le point M avec
une vitesse
v
parallèle au fil infini
a- Dans quel sens sera déviée cette charge
b- Déterminer le rayon de courbure,, de la
trajectoire suivie par la charge.
K1
E1
r1
E2
K2
r2
C
R
Figure 2
E1=8V
E2=5V
r1=r2=1
R=1k
C=0.5F
Figure 3
M
O
R
v
I

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Solution sujet 01
Exercice 1 :
I-
1-
E0
2- V= constante
3- La charge se met sur la face extérieure du conducteur
II-
1- Q1 est positive
2- Il y a influence totale donc Q2 = -Q1
3-
i11
0 0 0
QQQ
E.dS E.2 rl E(r) 2 rl
4- a-
0
10
21
2l
dV E.dl Q V
Ln(R /R )
b- comme Q1 = CV0 donc :
0
1 2 1 2
2 l l
CLn(R /R ) 2KLn(R /R )
c- Cl = C/l =
9
150 pF
2.9.10 Ln3 
5-
I I I
j E E
S 2 rl 2 rl
R22
0R11
IR
V E.dr Ln RI
2R
Donc :
1
2
1R
R Ln
2R
6-
00
R.C 
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
1
1
1
0.5
1
1