Soit on représente les lignes de champ électrique

Favaretto Mélodie Physique générale 2ème semestre
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Résumé : Electromagnétisme et ondes.
Résumé : Electromagnétisme et ondes. .............................................................................................. 1
Chapitre 1 : .......................................................................................................................................... 5
La charge électrique ............................................................................................................................ 5
1. Electromagnétisme.................................................................................................................. 5
2. La charge électrique. ............................................................................................................... 5
3. Interaction de charges électriques , loi de Coulomb. .............................................................. 5
4. Principe de superposition. ....................................................................................................... 5
5. Distribution de charges. .......................................................................................................... 6
Chapitre 2 : .......................................................................................................................................... 7
Champs électrique , loi de Gauss. ....................................................................................................... 7
1. Champ électrique. ................................................................................................................... 7
2. Calcul du champs électrique. .................................................................................................. 7
Application : le dipôle électrique. ............................................................................................... 8
Calcul du champs produit par une distribution de charge .......................................................... 8
3. Lignes de champs électriques. ................................................................................................. 9
4. Flux électrique. ........................................................................................................................ 9
5. Théorème de Gauss ............................................................................................................... 10
Application du théorème de Gauss. .......................................................................................... 10
1) Symétrie sphérique ....................................................................................................... 10
2) Symétrie axiale cylindrique ........................................................................................... 11
3) Symétrie plane. .............................................................................................................. 11
Chapitre 3 .......................................................................................................................................... 12
La matière dans un champs électrique ............................................................................................. 12
1. Charge dans un champ électrique ......................................................................................... 12
2. Conducteur et équilibre électrostatique ............................................................................... 12
3. Conducteur et loi de Gauss. .................................................................................................. 12
4. Dipole dans un champ électrique .......................................................................................... 13
1) Dipole dans un champ électrique non homogène. ....................................................... 13
2) Dipole et forces de Van Der Waals ................................................................................ 14
3) Diélectriques. ................................................................................................................. 14
Chapitre 4 : ........................................................................................................................................ 15
Le potentiel électrostatique. ............................................................................................................. 15
1. Définition. .............................................................................................................................. 15

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2. Implication du fait que E soit conservatif .............................................................................. 15
3. Le gradient de potentiel. ....................................................................................................... 16
4. Théorème d’Ostrogradski et équation de Laplace. ............................................................... 17
5. Applications. .......................................................................................................................... 18
1) Calcul du potentiel d’une charge ponctuelle .................................................................... 18
2) Potentiel et champ d’un dipole. ........................................................................................ 19
3) Potentiel d’un disque chargé. ............................................................................................ 20
Chapitre 5 : ........................................................................................................................................ 21
Energie électrique ............................................................................................................................. 21
1. Energie d’un système de charges ponctuelles. ..................................................................... 21
2. Energie d’un système de conducteurs. ................................................................................. 21
Chapitre 6 .......................................................................................................................................... 23
Condensateurs et diélectriques ........................................................................................................ 23
1. Capacitance ........................................................................................................................... 23
Chapitre 7 .......................................................................................................................................... 25
Courant électrique, loi d’Ohm ........................................................................................................... 25
1. Courant électrique ................................................................................................................. 25
2. Résistance et loi d’ohm. ........................................................................................................ 25
Chapitre 8 .......................................................................................................................................... 27
Force magnétique et champ magnétique ......................................................................................... 27
1. La force magnétique. ............................................................................................................. 27
2. Le champ magnétique. .......................................................................................................... 28
3. Loi de Biot-Savart .................................................................................................................. 29
Chapitre 9 .......................................................................................................................................... 31
Loi d’Ampère. .................................................................................................................................... 31
1. Loi d’Ampère ......................................................................................................................... 31
2. Le solénoïde. .......................................................................................................................... 32
3. Mouvement de charges dans des champs électriques et magnétiques ............................... 34
4. Force sur un conducteur parcouru par un courant. .............................................................. 35
5. Couple sur une boucle parcourue par un courant ................................................................ 36
Chapitre 10 ........................................................................................................................................ 37
Induction électromagnétique ............................................................................................................ 37
1. Force électromotrice induite ................................................................................................. 37
2. Loi de Faraday ....................................................................................................................... 37
3. Champ électrique induit ........................................................................................................ 38

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4. Inductance ............................................................................................................................. 39
5. Energie magnétique .............................................................................................................. 40
Chapitre 11 : ...................................................................................................................................... 41
Matériaux magnétiques .................................................................................................................... 41
1. Moments magnétiques atomiques et nucléaires .................................................................. 41
1° Moment magnétique dû au mouvement orbital de l’électron ................................. 41
2° Moment angulaire de spin ........................................................................................ 41
3° Le noyau de l’atome a aussi un moment magnétique .............................................. 41
2. Paramagnétisme .................................................................................................................... 42
3. Ferromagnétisme .................................................................................................................. 42
4. Diamagnétisme ...................................................................................................................... 43
Chapitre 12 : ...................................................................................................................................... 44
Oscillations électromagnétiques ....................................................................................................... 44
1. Circuit LC ................................................................................................................................ 44
2. Circuit RLC série ..................................................................................................................... 46
3. Circuits RC et RL ..................................................................................................................... 46
1) Circuit RC soumis à une différence de potentiel  ............................................................ 46
2) Circuit RL soumis à une différence de potentiel  ............................................................. 46
Chapitre 13 ........................................................................................................................................ 47
Les équations de Maxwell ................................................................................................................. 47
1. Le courant de déplacement ................................................................................................... 47
2. Equations de Maxwell. .......................................................................................................... 48
3. Cavités Résonantes ................................................................................................................ 49
4. Champ électrique d’une charge accélérée. ........................................................................... 50
Chapitre 14 ........................................................................................................................................ 52
Généralités sur les ondes .................................................................................................................. 52
1. Les ondes et leur déplacement. ............................................................................................ 52
2. Vitesse des ondes dans un fil. ............................................................................................... 54
3. Energie d’une onde. .............................................................................................................. 55
4. Principe de superposition. ..................................................................................................... 56
5. Ondes stationnaires ............................................................................................................... 57
Chapitre 15 : ...................................................................................................................................... 58
Ondes électromagnétiques ............................................................................................................... 58
1. Ondes électromagnétiques planes ........................................................................................ 58
2. Energie et impulsion d’une onde électromagnétiques. ........................................................ 60

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3. Pression de radiation. ............................................................................................................ 60
Chapitre 16 ........................................................................................................................................ 61
Interférences ..................................................................................................................................... 61
1. Ondes électromagnétiques stationnaires. ............................................................................ 61
2. Les films minces ..................................................................................................................... 62
3. Interféromètre de Michelson. ............................................................................................... 62
4. Interférences par deux fentes ( Young) ................................................................................. 62
5. Interférence par plusieurs fentes. ......................................................................................... 64
Chapitre 17 :Diffraction ..................................................................................................................... 65
1. Diffraction par une fente simple ........................................................................................... 65
2. Diffraction par une ouverture circulaire, critère de Rayleigh. .............................................. 66
Chapitre 18 : ...................................................................................................................................... 67
Aspect moderne de l’optique ............................................................................................................ 67
1. Le Laser .................................................................................................................................. 67
2. Holographie ........................................................................................................................... 68

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Chapitre 1 : La charge électrique
1. Electromagnétisme.
- C’est une des forces fondamentales.
- Elle est responsable de la structure de la matière, de l’atome aux êtres vivants.
- Applications technologiques
- Electromagnétisme 
2. La charge électrique.
- 2 types de charges, arbitrairement appelées positives et négatives.
- La charge électrique est quantifiée : e est la charge de l’électron.
Remarque :
- L’origine de la quantification de la charge est l’inconnue.
- La charge de l’électron et du proton sont exactement égales en valeur absolue.
- La charge électrique est conservée. ( somme algébrique des charges initiales = somme
algébrique des charges finales).
- L’unité de charge est le Coulomb (C) . La charge de l’électron vaut 1.6 10-19 C
3. Interaction de charges électriques , loi de Coulomb.
Des charges de même signe se repoussent, des charges de signe contraire s’attirent. C’est la loi de
Coulomb.
Remarques :
- Cette loi est valable de 10-14m jusqu’à de très grandes distances ( 109m).
- Si la loi était en 
, la limite actuelle sur n est inférieure à 2 10-16. Le coté « fondamental »
de la loi est marqué que pour la gravitation qui doit être englobée dans une formulation plus
générale.
4. Principe de superposition.
Pour obtenir la force sur une charge exercée par deux ou plusieurs charges on calcule les forces
individuelles et on fait ensuite la somme vectorielle de ces forces : principe de superposition.
Conséquences :
- La présence d’une troisième charge n’a pas d’influence sur la force exercée entre deux
charges.
- Un problème compliqué peut-être subdivisé en une série de problèmes simples.
Remarques :
Le principe de superposition se retrouve dans beaucoup de domaines : gravitation, en
électricité, optique ondulatoire, en méca quantique mais il ne s’applique pas en relativité
générale.