ELECTROMAGNETISME PRECIS DE PYSIQUE J.-L QUEYREL ET J. MESPLEDE TABLE DES MATIERES Chapitre 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Eléments d'analyse vectorielle Champ de scalaires et champ de vecteurs Circulation d'un vecteur Flux d'un vecteur à travers une face Gradient d'une fonction scalaire Divergence d'un vecteur Laplacien d'une fonction scalaire Rotationnel d'un vecteur Opérateur nabla Quelques relations d'analyse vectorielle Chapitre 2 Les bases de l’électromagnétisme 1. Bref historique 2. Les sources de champs A - Principe fondamental de l'électromagnétisme 3. Equation de Maxwell 4. Relations constitutives dépendant du milieu 5. Aspect énergétique B - Théorèmes généraux de l'électromagnétisme 6. Théorème de Gauss 7. Flux du champ magnétique 8. Loi de l'induction 9. Théorème d'Ampère 10. Conditions de passage à la surface de séparation entre deux milieux C - Aspect thermodynamique de l'électromagnétisme 11. Premier principe de la thermodynamique 12. Second principe de la thermodynamique 13. Energie volumique électromagnétique 14. Energie libre et enthalpie libre D - Lois générales de l'électrostatique 15. Domaine d'étude 16. Equations de Maxwell 17. Lois de l'électrostatique 18. Champ électrostatique crée par une charge ponctuelle unique E - Lois générales de la magnétostatique 19. Equations de Maxwell 20. Lois de la magnétostatique 21. Potentiel vecteur du champ magnétique crée par une distribution de courants 22. Champ magnétique crée par une distribution de courants 7 7 8 8 10 11 11 13 13 15 16 17 17 19 20 22 22 22 24 24 25 28 28 29 29 30 31 31 31 31 34 35 35 36 40 41 22. Champ magnétique crée par une distribution de courants F - Régimes quasi stationnaires 23. Régimes quasi stationnaires et phénomènes de propagation 24. Equations de Maxwell Chapitre 3 1. 2. 3. 4. Inductance propre, inductance mutuelle Flux magnétique à travers un contour filiforme Flux magnétique traversant un circuit Inductance propre, inductance mutuelle Formules de Neumann 41 41 41 42 77 78 79 81 Chapitre 4 Induction, auto-induction, induction mutuelle A - Etude expérimentale 1. Expériences fondamentales 2. Interprétation 3. loi de lenz B - Etude théorique 4. Circuit mobile dans un champ magnétique ne dépendant pas du temps 5. loi de Faraday 6. Champ électrique C - Auto-induction 7. Définition 8. Fem d'auto-induction 9. loi d'établissement du courant dans un circuit 10. Quantité d'électricité induite D - Induction mutuelle 11. Fem d'induction mutuelle 93 93 95 95 96 96 97 98 100 100 100 101 102 102 102 Chapitre 5- Quelques applications des phénomènes d'induction 1. Générateurs électromagnétiques 2. Moteurs 3. Courants de Foucault 4. Haut-parleur 5. Effet de peau 6. Transformateur 127 128 129 130 134 138 Chapitre 6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 155 155 156 157 157 158 Énergie électromagnétique Energie électromagnétique Energie électromagnétique dans le cas d'un circuit unique filiforme Energie électromagnétique dans le cas de deux circuits filiformes Généralisation à un nombre quelconque de circuits filiformes Energie électromagnétique dans le cas de circuits non filiformes Conséquence: densité volumique d'énergie électromagnétique Chapitre 7 Milieux diélectriques A - Etude macroscopique. 1. Généralités 2. Vecteur polarisation 3. Champ produit en un point de l'espace extérieur au diélectrique 4. Champ électrique à l'intérieur du diélectrique 5. Propriétés des vecteurs polarisation. Cas des diélectriques linéaires homogènes et isotropes 6. Diélectriques linaires non homogènes isotropes 7. Energie électrostatique 8. Force subie par un diélectrique place dans un champ électrostatique extérieur. 9. Champ local B - Etude microscopique 10. Polarisation induite et polarisation permanente 11. Etude de la polarisation induite électronique 12. Etude de la polarisation par orientation 13. Hystérésis dialectique Chapitre 8 -. Milieux magnétiques A - Etude macroscopique 1. 2. 3. 4. 5. Aimantation Potentiel vecteur crée par un milieu aimante en un point extérieur Théorème d'ampère Milieux magnétiques linéaires, homogènes et isotropes Energie d'un milieu magnétique linéaire homogène, isotrope dans un champ magnétique extérieur 6. Force exercée sur un volume de matière aimantée B - Etude microscopique 7. Moments magnétiques permanents d'un atome 8. Expérience de Stern et Gerlach 9. Diamagnétisme 169 169 170 170 172 173 174 175 176 177 178 178 180 181 184 193 193 194 196 197 198 198 198 198 200 202 9. Diamagnétisme 10. Paramagnétisme C - Ferromagnétisme 11. Généralités 12. Courbe de première aimantation 13. Cycle d'hystérésis 14. Excitation démagnétisante 15. Pertes d'énergie par hystérésis 16. Influence de la température 17. Interprétation du Ferromagnétisme Chapitre 9 Quelques problèmes 1er problème : Champ et potentiel - vecteurs magnétiques crées par des fils 2e problème : circuits couples par inductance 3e problème : courants de Foucault TOP 202 202 206 206 206 207 208 208 209 210 229 236 243