cours de physique electricite ii table des matieres

COURS DE PHYSIQUE
ELECTRICITE II
DEVORE / ANNEQUIN
TABLE DES MATIERES
LECTROMAGNETISME. CIRCUITS ELECTRIQUES ET AIMANTS DANS LE VIDE
CHAPITRE I
Les vecteurs fondamentaux
de l'électromagnétisme
1-1.
1-2.
1-3.
Les deux corps d'épreuve : magnétomètre et boucle de courant
Axe magnétique d'un magnétomètre et d'une boucle de courant
Champ magnétique. Ligne de champ. Exploration du champ
7
8
10
1-4.
1-5.
1-6.
1-7.
Induction magnétique. Vecteur induction magnétique
Vecteur moment magnétique d'un magnétomètre ou d'une boucle de courant
Formule fondamentale. Equivalence boucle de courant et magnétomètre
Induction magnétique produite par un ampérien. Le champ magnétique est en i/r3
11
12
13
15
1-8.
1-9
Vecteurs polaires et vecteurs axiaux. Axialité des vecteurs
Actions entre courants. Plan d'étude
17
21
CHAPITRE II
2-1.
2-2.
2-3.
2-4.
2-5.
2-6.
2-7.
Postulat fondamental. La formule d'Ampère
La formule d'Ampère
Remarques sur la formule d'Ampère
Dichotomie de la formule d'Ampère
Champ magnétique d'un courant rectiligne indéfini
Actions entre deux courants rectilignes indéfinis parallèles
Définition légale de l'ampère. Unités S.I. d'induction magnétique
Le système d'unités S.I. (rationalisé)
CHAPITRE III
23
24
25
26
28
29
30
Formule de Biot et Savart. Détermination du vecteur induction
3-1.
Loi de Biot et Savart. Conditions d'application
32
3-2.
Définition provisoire de l'unité S.I. d'induction magnétique le tesla (T)
34
Exercices
Champ magnétique d'une bobine circulaire plate
Exercices
Champ magnétique d'un solénoïde
34
35
38
43
3-3.
3-4.
3-4.
Champ magnétique d'un solénoïde
Exercices
CHAPITRE IV
4-1.
4-2.
4-3.
4-4.
4-5
Potentiel-vecteur
du vecteur induction
43
47
Conservation du flux d'induction.
Rotationnel
et potentiel-vecteur
Rappel de la condition de conservation du flux d'induction
Le vecteur induction dérive d'un potentiel-vecteur
Unité S.I. de flux d'induction : le weber (Wb)
Conservation du flux d'induction magnétique. Relation de milieu
51
52
53
54
55
CHAPITRE V. - Circulation du vecteur induction. Théorème d'Ampère
5-1.
5-2.
5-3.
5-4
Lemme préliminaire. Gradient d'angle solide
Circulation élémentaire du vecteur induction magnétique
Le théorème d'Ampère pour des courants linéaires dans le vide
Conséquences et application du théorème d'Ampère
57
60
61
64
CHAPITRE VI. - Potentiel scalaire du vecteur induction
6-1.
6-2.
6-3.
6-4.
6-5.
6-6.
Potentiel d'induction magnétique dans un domaine vide qui n'est sillonné par aucun courant
Potentiel discontinu et potentiel multiforme
Potentiel d'induction magnétique et configuration du champ magnétique
Généralisation de la notion de potentiel d'induction magnétique. Les difficultés
Application du potentiel au calcul de l'induction. Les méthodes de calcul de B
Champ magnétique d'un ampérien
67
68
70
70
72
73
CHAPITRE VII Loi de Laplace. Forces appliquées à un circuit dans un champ magnétique
7-1.
7-2.
7-3.
7-4.
7-5.
7-6.
Loi de Laplace
Remarques sur la loi de Laplace
Etude expérimentale
La balance électromagnétique de Cotton
Circuit dans une induction uniforme. Couples magnétiques
Exercice
Solénoïde dans une induction uniforme
Exercices
75
76
77
78
79
84
86
87
CHAPITRE VIII Travail des forces électromagnétiques. Loi de Maxwell. Inductance propre d'un circuit.
8-1.
8-2.
8-3.
8-4.
8-5.
8-6.
8-7.
8-8.
Travail élémentaire de la force électromagnétique appliquée à un élément de circuit
Etude d'un cas particulier
Premier énoncé de la loi de Maxwell
Deuxième énoncé de la loi de Maxwell
Expression analytique de la loi de Maxwell. Calcul des forces et des couples électromagnétiques
Cas particulier important: l'induction est uniforme
Règle du flux maximal
Circuit linéaire déformable. Inductance propre d'un circuit
Exercice
CHAPITRE IX
9-1.
9-2.
9-3.
9-4.
9-5.
9-6.
9-7.
9-8.
9-9.
9-10.
9-11.
9-12.
93
95
96
97
98
99
101
103
104
Les aimants permanents dans le vide. Mesures magnétiques.
Les actions exercées et subies par les aimants permanents
106
Aimantation temporaire et aimantation permanente
Aimants et courants. Conception ampérienne des aimants
Caractères du champ magnétique d'un aimant dans le vide
Champ magnétique des aimants. Action d'un champ magnétique uniforme sur un aimant droit
Actions entre aimants, entre aimants et courants
106
107
109
110
113
Champ magnétique terrestre. Mesures magnétiques
113
Généralités
Champ magnétique terrestre
Magnétomètre. Mesures relatives d'inductions
Méthode statique. Mesure de M / B
Applications de la méthode statique
Méthode dynamique ou méthode des oscillations. Mesure de M B
Mesures magnétiques absolues
Exercices
113
114
116
117
118
119
122
122
LES MILIEUX AIMANTES
CHAPITRE X
10-1
10-2.
10-3.
10-4.
10-5.
10-6.
10-7.
10-8.
10-9.
Les vecteurs aimantations et excitation magnétique. Relation fondamentale des milieux magnétiques.
Vecteur aimantation en un point d'un milieu aimanté
Conception ampérienne d'un milieu aimanté
Induction magnétique à l'intérieur d'un milieu aimanté. Conservation du flux d'induction magnétique
Excitation magnétique
. Relation fondamentale du magnétisme
Conservation de la circulation du vecteur excitation magnétique
Le théorème d'Ampère en général. Equation de Maxwell-Ampère
Non-conservation du flux d'excitation magnétique
Aimantation uniforme. Aimant solénoïdal
Aimant torique sans et avec entrefer
CHAPITRE XI
131
132
133
134
135
136
137
138
140
Aimantation induite.
11-1.
Classification des substances au point de vue magnétique. Définitions
143
11-2.
Remarques au sujet de la rationalisation
144
Diamagnétisme et paramagnétisme
146
Corps diamagnétiques
Corps paramagnétiques
Théorie sommaire du diamagnétisme et du paramagnétisme
146
147
147
Ferromagnétisme
149
11-3.
11-4.
11-5.
11-6.
Généralités
11-7.
Aimantation d'un barreau cylindrique. Excitation démagnétisante
11-8.
Principe d'une étude expérimentale du ferromagnétisme
11-9.
Caractéristiques de première aimantation
11-10. Hystérésis. Cycle d'hystérésis. Énergie d'aimantation
11-11. Matériaux ferromagnétiques. Alliages magnétiques
11-12. Circuits magnétiques
149
149
151
152
154
156
160
PHENOMENES D'INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE ET D'AUTO-INDUCTION
CHAPITRE XII Phénomènes d'induction électromagnétique.
12-1.
12-2.
12-3.
12-4.
12-5.
12-6.
12-7.
12-8.
Expériences. Lois qualitatives
Force électromotrice d'induction. Formule fondamentale
Restrictions dans l'application de la formule fondamentale
Induction dans un circuit se déplaçant dans une induction magnétique invariable
Force électromotrice d'induction élémentaire dans un élément conducteur mobile placé dans une
induction magnétique invariable
Force électromotrice élémentaire et force électromotrice totale
Courants de Foucault
Quantité d'électricité induite dans un circuit
Exercices
165
168
170
171
174
176
177
179
180
CHAPITRE XIII Auto -induction. Inductance mutuelle. Régimes variables.
13-1
13-2.
13-3.
13-4.
Le phénomène d'auto-induction. Expérience
Formule fondamentale. Nouvelles définitions d'unités S.I
Calcul et mesure d'une inductance. Inductance d'une portion de circuit
Inductance mutuelle de deux circuits linéaires rigides
186
187
189
191
13-5.
13-6.
13-7.
13-8.
13‑9.
Etablissement d'un régime permanent dans un circuit
Rupture du courant dans un circuit inductif
Energie électromagnétique
Localisation de l'énergie électromagnétique. Relation de Maxwell
Décharge d'un condensateur dans un circuit inductif
Exercices
195
196
198
199
201
205
UNITES ET MESURES ELECTRIQUES
CHAPITRE XIV Les systèmes d'unités électriques.14-1
Généralités sur les systèmes d'unités
213
14-1
14-2
14-3
14-4
14-5
14-6.
Généralités sur les systèmes d'unités
Le problème des unités en électricité
Rationalisation d'un système d'unités
Le système international (S.L)
Les systèmes C.G.S. électrostatique et électromagnétique
Exercice
CHAPITRE XV. - Electrodynamomètres.
15-1
Principe d'un électrodynamomètre. Mesures absolues d'intensité
15-2.
Electrodynamomètre -balance
15-3.
Balances électrodynamiques. Etalons d'intensité
15-4
Wattmètres électrodynamiques
Exercice
213
215
218
220
221
225
226
226
228
229
230
CHAPITRE XVI. - Galvanomètre à cadre mobile.
16-1.
16-2.
16-3.
16-4
16-5.
16-6.
16-7.
16-8
Généralités
Description et principe du galvanomètre à cadre mobile
Sensibilité du galvanomètre
Mouvement de l'équipage mobile du galvanomètre. Amortissement
Ampèremètres et voltmètres à cadre mobile
Classe d'un appareil de mesure
Galvanomètre balistique
Fluxmètre
Exercice
234
234
237
240
245
248
249
253
256
COURANTS ALTERNATIFS
CHAPITRE XVII. - Définitions et généralités sur les courants alternatifs.
17-1.
17-2.
17-3.
17-4.
17-5.
17-6.
Définitions
Théorème de Fourier
Principe de la production d'un courant sinusoïdal. Conditions d'application des lois générales
Effet thermique. Intensité efficace
Effet électrolytique
Phénomènes électromagnétiques en courant alternatif
Exercices
259
261
262
263
267
269
274
CHAPITRE XVIII. - Loi d'Ohm en courant alternatif.
18-1.
18-2.
18-3.
18-4.
18-5
18-6.
18-7.
Position du problème. Méthodes de calcul
279
Application de la loi d'Ohm. Le régime sinusoïdal
Méthode trigonométrique. Impédance Z
Méthode de la représentation vectorielle de Fresnel
Méthode de la représentation complexe. Impédance complexe
Exercice
Etude des cas particuliers importants
Exercice
279
282
283
287
209
293
295
Circuit R, L, C en série. Résonance. Etude expérimentale
Exercice
Appareils en dérivation
Exercice
Exercices
299
303
306
309
313
CHAPITRE XIX. - Puissance en courant alternatif.
19-1.
19-2.
19-3.
19-4.
19-5.
Puissance instantanée et puissance moyenne
Etude de différents cas
Puissances active et réactive. Courants watté et déwatté
Puissance complexe. Théorème de Boucherot
Facteur de puissance
Exercices
318
319
321
322
324
326
ELECTRICITE CORPUSCULAIRE
Généralités
CHAPITRE XX Equivalence d'une charge en mouvement et d'un élément de courant. La charge élémentaire
. Expérience de Millikan.
335
. Expérience de Millikan.
20-1.
20-2.
20-3.
Courant de convection électronique dans un conducteur métallique. Equivalence
Expérience de Rowland
La charge élémentaire. Expérience de Millikan
=
337
339
342
CHAPITRE XXI Electrolyse. Conduction ionique.
21-1.
21-2.
21-3.
21-4.
21-5.
21-6.
Electrolytes. Théorie ionique
Mécanisme de la conduction ionique
Décharge d'un ion complexe
Lois de l'électrolyse. Le faraday et la charge élémentaire
Actions secondaires. Applications de l'électrolyse
Conductivité des solutions d'électrolytes
CHAPITRE XXII.
22-1.
22-2.
22-3.
22-4.
22-5.
22-6.
22-7.
23-1.
23.2
23-3.
23-4.
23-5.
TOP
Action d'un champ électrique et d'un champ magnétique sur des particules électrisées.
Les particules électrisées
Energie cinétique d'une particule électrisée soumise à une différence de potentiel accélérateur.
Variation relativiste de la masse
Action d'un champ électrique sur une particule électrisée
Action d'une induction magnétique sur une particule électrisée en mouvement
Mesures des grandeurs caractéristiques de corpuscules électrisés
Oscilloscope électronique. Récepteur de télévision
Accélérateurs de particules électrisées
Exercices
CHAPITRE XXIII
347
348
350
351
353
357
365
366
371
375
380
384
386
387
Moment magnétique d'un atome. Spin. Expérience de Stern et Gerlach.
Etat quantique d'un électron d'un atome
Moments cinétique et magnétique orbitaux. Les nombres quantiques l et m
Moments cinétique et magnétique de spin
Moment magnétique d'un atome dans l'état fondamental
Expérience de Stern et Gerlach
402
402
404
405
406