Références - Faculté des sciences et de génie

SERWAY. Physique II : électricité et magnétisme 1
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Ré éf fé ér re en nc ce es s
TABLES DES MATIÈRES DE LIVRES
SERWAY, Raymond A. (1996). Physique II : électricité et magnétisme, 4e édition, Collection
« L'essentiel », Laval, Éditions Études Vivantes, 292 p.
Table des matières
Qu'est-ce que la physique? .................................................................1
1 Forces et champs électrostatiques.................................................3
1.1 Aperçu historique..............................................................................3
1.2 Propriétés des charges électriques.......................................................... 4
1.3 Isolants et conducteurs .......................................................................6
Charge par induction...................................................................................... 7
Application — encadré 1.1 La foudre ou l'électricité des cieux ..............................8
1.4 Loi de Coulomb ................................................................................9
1.5 Champs électriques.......................................................................... 11
Champ électrique créé par une distribution de charge continue................................ 15
1.6 Mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme .......... 18
Historique — encadré 1.2 Michael Faraday, l'antistar........................................ 19
2 Théorème de Gauss.................................................................. 28
2.1 Lignes de champ électrique................................................................ 29
2.2 Flux du champ électrique .................................................................. 31
2.3 Le théorème de Gauss ...................................................................... 34
Historique — encadré 2.1 Carl Friedrich Gauss, prince des mathématiciens............. 36
2.4 Application du théorème de Gauss aux isolants chargés............................... 38
2.5 Conducteurs en équilibre électrostatique................................................ 43
Application — encadré 2.2 Libre en cage ...................................................... 44
3 Potentiel électrique ................................................................. 53
3.1 Différence de potentiel et potentiel électrique ........................................ 54
3.2 Différence de potentiel dans un champ électrique uniforme ......................... 56
Historique — encadré 3.1 Des cuisses de grenouilles avec du potentiel .................. 58
3.3 Potentiel électrique et énergie potentielle électrique de charges ponctuelles.... 61
3.4 Potentiel électrique d'une distribution de charge continue ........................... 64
3.5 Détermination du champ à partir du potentiel électrique............................. 67
3.6 Potentiel électrique d'un conducteur chargé............................................ 71
Cavité à l'intérieur d'un conducteur................................................................... 73
Effet couronne ............................................................................................ 74
Application — encadré 3.2 Quand le courant passe .......................................... 75
4 Condensateurs ........................................................................ 81
4.1 Capacité....................................................................................... 82
Calcul des capacités...................................................................................... 82
Le condensateur plan .................................................................................... 83

Tables des matières de livres
SERWAY. Physique II : électricité et magnétisme 2
Historique — encadré 4.1 Des condensateurs aux jeux de société......................... 84
Le condensateur cylindrique............................................................................ 85
4.2 Association de condensateurs.............................................................. 86
Condensateurs en parallèle............................................................................. 86
Condensateurs en série .................................................................................. 89
4.3 Énergie emmagasinée dans un condensateur chargé................................... 91
Application — encadré 4.2 Le défibrillateur cardiaque...................................... 94
4.4 Condensateurs et diélectriques............................................................ 94
Types de condensateurs ................................................................................. 98
5 Courant électrique et résistance ................................................106
5.1 Courant électrique ......................................................................... 107
Historique — encadré 5.1 L'électrobiologie ou le docteur Frankenstein et son œuvre 108
5.2 Loi d'Ohm et résistance.................................................................... 110
Variation de la résistivité en fonction de la température.......................................114
Application — encadré 5.2 Le chant du métro ............................................... 115
5.3 Supraconducteurs........................................................................... 116
5.4 Modèle de la conduction électrique ..................................................... 117
5.5 Énergie électrique et puissance .......................................................... 120
6 Circuits électriques en courant continu .......................................127
6.1 Sources de f.é.m............................................................................ 128
6.2 Résistances en série et en parallèle ..................................................... 129
6.3 Lois de Kirchhoff et circuits simples en courant continu ............................. 133
Historique — encadré 6.1 « Westinghousons-le! »........................................... 135
6.4 Circuits RC ................................................................................... 138
Charge d'un condensateur ..............................................................................138
Décharge d'un condensateur ...........................................................................141
Application — encadré 6.2 Vers une nouvelle révolution?.................................. 142
7 Champs et forces magnétiques...................................................151
7.1 Les aimants .................................................................................. 152
7.2 Le champ magnétique...................................................................... 153
7.3 Mouvement de particules chargées dans des champs magnétiques ................. 157
Applications de la force de Lorentz..................................................................159
Sélecteur de vitesse ..............................................................................................159
Spectrographe de masse .........................................................................................159
Application — encadré 7.1 Les accélérateurs de particules................................ 160
Cyclotron ..................................................................................................161
7.4 Force magnétique sur un conducteur parcouru par un courant...................... 161
Historique — encadré 7.2 La grande découverte d'un petit professeur .................. 164
7.5 Moment de force sur une boucle de courant placée dans un champ
magnétique uniforme ...................................................................... 164
8 Sources de magnétisme ............................................................175
8.1 La loi de Biot-Savart........................................................................ 176
8.2 Force magnétique entre deux conducteurs parallèles ................................ 180
8.3 Théorème d'Ampère........................................................................ 180
Historique — encadré 8.1 André Marie Ampère, père de l'électrodynamique........... 184
8.4 Le champ magnétique d'un solénoïde.................................................... 185
8.5 Propriétés magnétiques de la matière................................................... 187

Tables des matières de livres
SERWAY. Physique II : électricité et magnétisme 3
Application — encadré 8.2 Cette ceinture qui nous protège…............................. 188
Matériaux ferromagnétiques ..........................................................................190
9 La loi de Faraday et l'induction magnétique ..................................198
9.1 Loi d'induction de Faraday ................................................................ 199
Application — encadré 9.1 L'enregistrement sur bandes magnétiques ................... 203
9.2 F.é.m. induite dans un conducteur en mouvement.................................... 204
Le générateur de courant alternatif .................................................................207
9.3 Loi de Lenz .................................................................................. 207
9.4 F.é.m. induite et champ électrique induit.............................................. 209
9.5 Les quatre équations de Maxwell......................................................... 210
Historique — encadré 9.2 James Clerk Maxwell, grand rassembleur de
l'électromagnétisme............................................................................... 212
10 Inductance et oscillations dans un circuit .....................................221
10.1 Auto-induction .............................................................................. 222
10.2 Circuits RL ................................................................................... 223
Historique — encadré 10.1 La bobine d'induction ........................................... 224
10.3 Énergie emmagasinée dans un champ magnétique .................................... 227
10.4 Oscillations dans les circuits électriques................................................ 229
Le circuit LC (R = 0) .....................................................................................231
Le circuit RLC.............................................................................................231
Applications — encadré 10.2 L'I.R.E.Q., l'institut du savoir-faire québécois… .......... 232
10.5 Circuits à courant alternatif : oscillations forcées..................................... 233
Circuit à courant alternatif composé d'une résistance ...........................................234
Circuit à courant alternatif composé d'une bobine ...............................................234
Circuit à courant alternatif composé d'un condensateur.........................................235
Circuit RLC à courant alternatif ......................................................................236
11 Ondes électromagnétiques........................................................243
11.1 Équations de Maxwell et ondes électromagnétiques .................................. 244
Obtention des équations 11.7 et 11.8 ...............................................................248
11.2 Les découvertes de Hertz.................................................................. 249
11.3 Production d'ondes électromagnétiques par une antenne ............................ 252
Historique — encadré 11.1 Mais qui donc inventa la télévision? .......................... 254
11.4 Énergie des ondes électromagnétiques.................................................. 255
11.5 Quantité de mouvement et pression de radiation ..................................... 257
11.6 Le spectre des ondes électromagnétiques .............................................. 260
Application — encadré 11.2 L'énergie solaire................................................ 263
Annexes ......................................................................................270
A Tableaux de données utiles ............................................................... 270
B Rappels de mathématiques................................................................ 273
C Tableau périodique des éléments ........................................................ 280
Ce document est tiré du site http://www.fsg.ulaval.ca/opus, les Outils Pédagogiques Utiles en Sciences (OPUS).
© Chaire CRSNG/Alcan pour les femmes en sciences et génie au Québec Dernière mise à jour : 5 mai 2003