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Présentation du Cours Electricité 3
Introduction: Définition des diélectriques
Les diélectriques sont des milieux isolants et neutres. Ils sont constitués d’atomes ou de molécules autours desquels gravitent des électrons. Ces derniers ne peuvent pas quitter les atomes et sont appelés charges liées ou charge structurelles. On notera donc ques les diélectriques ne possèdent pas de charges libres contrairement aux conducteurs.
En présence d’un champ électrique, les seuls mouvements possibles sont de minuscules déplacements en sens contraires des charges négatives (électrons) et des charges positives (protons). Nous soulignons que ces déplacements sont très faibles par rapport aux dimensions atomiques (moins de 1˚A). De tels déplacements induisent des dipôles électriques induits au sein du diélectrique.
Un diélectrique se comporte comme un ensemble de dipôles électriques qui s’orientent dans le sens du champ électrique extérieur. On dit que le diélectrique est polarisé par le champ.
Il existe des diélectriques (gazeux ou liquides) au sein desquels les atomes ou les molécules possèdent un moment dipolaire permanent (même en absence d’un champ électrique extérieur). Les molécules ou les atomes sont dit polaires.
Notons que lorsqu’un diélectrique creux est placé dans un champ électrique, l’expérience montre que le champ électrique n’est pas nul dans la cavité. Ceci prouve que le champ électrique traverse l’isolant d’où l’appellation « diélectrique « (dia : à travers).
La comparaison des propriétés des diélectriques et des conducteurs (métaux, électrolytes, gaz ionisés) permet de remonter aux constats suivants : les conducteurs sont des milieux qui possèdent des charges libres de se déplacer sous l’action d’un champ électrique. Ce déplacement est largement supérieur aux dimensions atomiques. D’autre part, lorsque l’équilibre électrostatique est réalisé, le champ électrique est nul à l’intérieur du conducteur. Par opposition aux diélectriques, le champ électrique ne pénètre pas à l’intérieur d’un conducteur.
C’est là une vision simplifiée des diélectriques car il existe des diélectriques qui sont constitués non pas de molécules, mais d’ions qui peuvent interagir avec un grand nombre d’autres ions.
Plan du Cours
- Etudes des milieux :
- Milieux diélectriques,
- Milieux magnétiques
- Propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux non magnétiques
- Energie électromagnétique:
- Puissance fournie aux charges par le champ électromagnétique,
- Loi de conservation de l’énergie,
- Exemples, Energie d’un système de courants
- Ondes guidées:
- Ondes électromagnétiques au voisinage d’un conducteur,
- Réflexion métallique d’une onde électromagnétique,
- Propagation guidée dans le câble coaxial et entre plans conducteurs, Guide d’onde
- Travaux pratiques
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Cours électricité 3 PDF
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
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