Semaine 15 : du 30/01 au 03/02

PSI?Roosevelt 2016-2017
Physique : Semaine no15 — 30/01 −→ 03/02
Programme de colle
ýRévisions de première année
Toute l’optique géométrique.
+NB : Les relations de conjugaison doivent être fournies.
ýEM1 : Électrostatique
•Définitions et rappels.
• Charges électriques : charges discrètes, densité volumique de charge, distributions surfacique et linéique.
• Champ électrostatique : introduction du champ sur le cas d’une charge ponctuelle, principe de superpo-
sition, champ créé par une distribution de charge.
• Équations locales de l’électrostatique : prélude : circulation et rotationnel (circulation d’un champ de
vecteur, théorème de Stokes et opérateur rotationnel), introduction sur le cas d’une unique charge
ponctuelle, équations de Maxwell.
• Potentiel scalaire électrique : existence, équation, énergie potentielle d’une charge placée dans un champ
extérieur.
• Symétries du champ électrique : symétries des distributions de charge (symétrie plane, antisymétrie
plane, invariance par rotation, invariance par translation), principe de Curie, invariances, symétries du
champ électrique.
• Théorème de Gauss : énoncé, application au calcul de champ, (méthode, une charge ponctuelle, une
distribution de charge à symétrie sphérique, une distribution de charge à symétrie cylindrique, cas du
plan infini chargé uniformément en surface), analogie entre champs électrostatique et gravitationnel.
• Propriétés topographiques : orientation des lignes de champ, conservation du flux électrique en dehors
des sources, surfaces équipotentielles et valeur du champ.
ýEM2 : Transport de charge : conducteur électrique
• Conservation de la charge électrique : courant électrique : rappels et généralités (intensité et densité
de courant, types de porteurs dans un métal, ordre de grandeur), de la force de Lorentz aux forces de
Laplace, équation de conservation (à une dimension cartésienne, à trois dimensions).
• Conducteur ohmique : loi d’Ohm locale, résistance d’un conducteur ohmique filiforme, puissance
électrique dissipée par effet Joule, modèle microscopique de Drude (équation de transport, densité de
courant et loi d’Ohm, limites du modèle de Drude).
• Condensateur : conducteur en équilibre statique, phénomène d’influence électrostatique, champ électrique
dans un condensateur chargé, capacité et énergie contenue dans un condensateur.
ýOrdres de grandeur
•constantes fondamentales (I)
•électronique/électricité (III)
•Mécanique (II)
•Thermodynamique (IV)
•ýMécanique des fluides, ondes sonores et mécaniques (V)
•ýOptique (non ondulatoire) (VII)
©S. Ravier