RÉGIMES VARIABLES
PARTIE 4
162
Si évolution suffisamment lente des sources, les champs suivent leur évolution sans retard
Approximation des régimes quasi stationnaires
Electrostatique
: Rassemblement de charges mise en jeu d’un travail
emmagasiné sous forme d’énergie potentielle électrostatique
Chapitre II
ÉNERGIE POTENTIELLE MAGNÉTIQUE
-APPROXIMATION DES RÉGIMES QUASI STATIONNAIRES-
Magnétostatique
: Établissement de courants stationnaires mise en jeu d’un travail
emmagasiné sous forme d’énergie potentielle magnétostatique
!!
lors de la phase d’établissement du courant prise en compte des phénomènes d’induction
1/ Introduction
/
GB
163
Énergie à fournir aux charges mobiles pour passer de la situation
( et donc )
partout à la situation ( )
0j =
0B =
B , j
2/ Expression de l’énergie en fonction des courants
Ensemble de circuits élémentaires [volumes élémentaires : charge niqd
τ
ise déplaçant avec ]
placés dans
D
délimité par Σ
i
v
Cette énergie correspond à l’énergie potentielle magnétique
Phase transitoire :Charge nqd
τ
animée d'une vitesse
dans subit la force de Lorentz
v
(
)
B,E
(
)
BvE d nqF +τ=
Force extérieure :
F
dt d vE nqd
m
τ=
W
dt d E j τ=
t
A
Vgrad E
=
dt d
t
A
jV grad j d mτ
+=W
Or
Durant dt, l'extérieur (source de courant) va fournir un
travail
td vF d
m
=W
(déplacement )
dt vd =
/
164 GB
(
)
(
)
(
)
(
)
∫∫∫∫∫∫ τ+τ=
D
D
Wd rA r j
2
1
d rV grad r j(T)
m
G avec
λ=
T
0
dt (T) G
Phase transitoire lente
d’établissement du régime stationnaire
Energie magnétique associée à l'établissement des courants
Intermédiaire de variant entre 0 et 1 entre les instants 0 et T
)t(
λ
proportionnel à t [0 , T] :
(
)
r A
(
)
r j
(
)
(
)
r j)t(t,r j λ=
( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
∫ ∫∫∫∫ ∫∫∫ λ
λ
τ+λ
τ=
T
0
T
0
m
dt
td t d
t d r A r jdt t d r V grad r j
DD
W
(
)
∫∫∫∫∫∫
ττ
D
D
d j div V d j Vdiv
∫∫∫
τ=
D
Wd A j
2
1
m
magnétostatique
(
)
(
)
r V t,r V =
Répartition des charges constante
0j =
(
)
r j
Densités de courant évoluent de partout à
Energie totale fournie au domaine
D
:
(
)
Φ+Φ=Φ grad WWdiv Wdiv
Etat final : stationnaire
0 j div =
(
)
0dS j V d j Vdiv ==τ
∫∫∫∫∫
Σ
D
(Les charges ne franchissent pas Σ)
dS
Σ
j
(
)
(
)
r A)t( t,r A λ=
et
/
165 GB
3/ Expression de l’énergie en fonction des champs
Puisque (régime permanent établi)
j Brot
o
µ=
∫∫∫
τ
µ
=
D
Wd Brot A
21
o
m
(
)
211221
Wrot WWrot WWWdiv =
Identité vectorielle :
(
)
∫∫∫∫∫∫ τ
µ
+τ
µ
=
D
D
Wd A rot B
21
d ABdiv
21
oo
m
(
)
∫∫∫∫∫
τ
µ
+
µ
=
DS
d B
21
dS AB
212
oo
0dSA B
τ
µ
=
∫∫∫
dB
21
2
o
m
D
W
Intégrale sur une surface fermée d’extension infinie (rayon moyen infini)
(puisque les champs s’annulent à l’infini)
r
1
produit ~
dS
2
r
~
B
2
r
1
~
A
r
1
~
/
166 GB
1 / 13 100%
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