Filière :
Licence Nationale en Electrotechnique, Electrotechnique et Automatique :Automatique et Informatique Industrielle
Niveau :
1
Matière :
Electrostatique-Magnétostatique
Régime Éducatif :
Régime Mixte
Volume Horaire par semestre :
52.5
Type d'enseignement :
TP ; TD ; Cours
Enseignant (s) :
Coordinateur :
Examens et évaluation des connaissances :
| ECUE | Contrôle continue | Examen final | Coef. de l’ECUE | Coef. de l’UE au sein du parcours | ||||||
| EPREUVES | Pondération | EPREUVES | Pondération | |||||||
| Ecrit | Oral | TP et Autres | Ecrit | Oral | TP et Autres | |||||
|
Electrostatique-Magnétostatique
|
X | 30% | X | 70% | 1.5 | 1.5 | ||||
Objectifs du Cours :
Electrostatique :
1) Comprendre l'origine des phénomènes électrostatiques de la vie courante
2) Utiliser les différents systèmes de coordonnées
3) Connaitre la loi de Coulomb, savoir l’appliquer pour une charge ponctuelle et utiliser le principe de superposition dans le cas de plusieurs charges.
4) Calculer le champ électrique ainsi que le potentiel électrique dans le cas d'une charge ponctuelle, une distribution continue et discontinue de charges.
5) Définir les lignes de champs et les équipotentiels.
6) Utiliser le théorème de Gauss pour la détermination du champ électrique
Magnétostatique :
1) Acquérir de bonne base dans la connaissance des champs magnétiques.
2) Maîtriser les calculs de base concernant la magnétostatique.
3) Appliquer la loi de Biot et Savart pour le calcul direct du champ magnétique
4) Utiliser le théorème d’Ampère
Plan du Cours :
Chapitre 1 : Systèmes de coordonnées
- Systèmes de coordonnées cartésiennes
- Systèmes de coordonnées cylindriques
- Systèmes de coordonnées sphériques
Chapitre 2 : Propriétés des charges électriques
- Les charges électriques
1.1 Définition
1.2 Les types de charges
1.3 Aspect discontinue des charges électriques
1.4 Conservation de la charge
- Distribution de charges électriques
2.1 Conservation de la charge
2.2 Distribution continue de charges : Distribution volumique de charges
Distribution surfacique de charges
Distributions linéiques de charges
- Loi de Coulomb
3.1 Enoncé
3.2 Principe de superposition
Chapitre 3 : Champ et potentiel électrostatique
- Champ électrostatique crée par une charge ponctuelle
- Champ électrostatique crée par une distribution de charges
2.1 Distribution discontinue de charge
2.2 Distribution continue de charges
- Potentiel électrostatique
3.1 Circulation d’un champ électrique
3.2 Circulation d’un champ crée par une charge ponctuelle
3.3 Définition du potentiel électrostatique crée par une charge ponctuelle
3.4 Relation entre le champ et le potentiel électrostatique
3.5 Potentiel coulombien
3.6 Potentiel crée par une distribution de charges : Distribution discontinue
Distribution continue
- Topographie du champ électrostatique
4.1 Lignes de champ
4.2 Propriétés
4.3 Equation
4.4 Tube de champ
4.5 Surface équipotentielle
4.6 Exemples
Chapitre 4 : Théorème de Gauss
A/ Propriétés de symétrie du champ électrostatique
- Introduction
- Symétries élémentaires
2.1 Symétrie par translation le long d’un axe
2.2 Symétrie par rotation autour d’un axe : symétrie de révolution
2.3 Symétrie de révolution et de translation : symétrie cylindrique
2.4 Symétrie de rotation autour d’un point : symétrie sphérique
- Symétries par rapport à un plan
3.1 Plan de symétrie : symétrie paire
3.2 Plan d’antisymétrie : symétrie impaire
- Exemples d’application : plan infini uniformément chargé
Fil infini uniformément chargé
Sphère chargée uniformément en volume
B/ Flux du champ électrostatique
- Orientation d’une surface
1.1 Surface fermée
1.2 Surface ouverte
- Notion d’angle solide : Définition
Quelques propriétés de l’angle solide
- Flux total du champ électrostatique crée par une charge ponctuelle à travers une surface ouverte : propriétés du flux
- Flux total du champ électrostatique crée par une charge ponctuelle à travers une surface fermée
4.1 Charge ponctuelle placée à l’intérieur d’une surface fermée
4.2 Charge ponctuelle placée à l’extérieur d’une surface fermée
4.3 Généralisation
- Théorème de Gauss
5.1 Enoncé du théorème de Gauss
5.2 Démarche a suivre
5.3 Exemples d’application du théorème de Gauss
Fil infini chargé uniformément
Sphère de rayon R chargée en surface
Sphère de Rayon R chargée en volume
Magnétostatique
Chapitre 5 :
A/ Phénomènes magnétiques
- Vecteur champ magnétique
- Action d’un champ magnétique sur un conducteur parcouru par un courant
2.1 Densité volumique de force
2.2 Force de Laplace
B/ Champ magnétique crée par un courant permanent
- Distribution de courant : Distribution volumique
Distribution surfacique
Distribution filiforme
- Champ magnétique
2.1 Loi de Biot et Savart
2.2 Application
- Considérations de symétries
3.1 Symétries de la distribution du courant
3.2 Caractère axiale du champ magnétique
3.3 Comportement du champ magnétostatique lors d’une symétrie plane
3.4 Invariance par transformation géométriques
- Propriétés du champ magnétostatique
4.1 Flux du champ magnétostatique
4.2 Circulation du vecteur champ magnétique : Théorème d’Ampère
4.2.1 Enoncé du théorème d’Ampère
4.2.2 Application
4.2.3 Utilisation du théorème d’Ampère pour le calcul du champ magnétique
Fil infini
Solénoïde infini
Contour cylindrique
Méthodes et/ou outils utilisés :
Références scientifiques et supports :