Cours Electromagnétisme dans le Vide PDF (SMP S3)

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Présentation du Cours Electromagnétisme dans le Vide

Définition

L’électrostatique est l’étude de l’interaction entre les charges électriques immobiles et de ses effets.

L’étude des phénomènes magnétiques (Magnétisme) est l’étude de l’interaction entre les charges électriques en mouvement et de ses effets.

La Magnétostatique est l’étude des phénomènes magnétiques indépendants du temps.

Le magnétisme est une branche de la physique dont les origines remontent au moment ou on a observé des roches (magnétite) attiraient la limaille de Fer. Cette pierre se trouvait en Magnésie ( nom d’une ville d’Asie Mineur: actuellement Turquie), Ainsi le mot Magnétisme dérive de Magnésie.

L’électricité est une branche de la physique dont les origines remontent à l’observation de l’attraction de brindilles de paille par l’ombre jaune frotté (600 ans Av J.C : Thalès et Miller).

Historique

Ces deux branches étaient séparées jusqu’en 1820, année ou Christian Oersted (1777-1831), observe une interaction entre elle. Depuis lors une nouvelle branche de la physique (Electromagnétisme) ne cesse pas de se développer par des recherches de Michael Faraday (1791-1867).

James Clerck Maxwell (1831-1879) a modélisé l’électromagnétisme. Ses équations constituent des lois fondamentales de l’électromagnétisme qui permettent d’expliquer les principes de tous les gros appareils optiques et électromagnétiques (Moteur électrique, la radio, la télévision, le radar hyperfréquence, le microscope et le télescope)………….

Les effets magnétiques sont à distance

L’expérience montre que les effets magnétiques procèdent d’une interaction à distance:

L’expérience d’OERSTEAD (1820) par exemple a mis en évidence l’effet d’un courant
électrique sur un aiment: il s’agit d’un fil conducteur placé au-dessus et parallèlement à une
aiguille aimantée posée sur un pivot; Lorsque le fil est parcouru par un courant électrique,
l’aiguille s’oriente perpendiculairement au fil et le sens de l’orientation change avec celui du
courant (fig1):

D’autres expériences ont mis en évidence l’action d’un aimant (d’un champ magnétique) sur un courant:

Le conducteur mobile parcouru par un courant I, placé au voisinage d’un aimant, se déplace à droite ou à gauche suivant le sens de I (fig2).

Comme en électrostatique, les effets magnétiques peuvent être décrits, dans la région ou ils se manifestent, à l’aide d’une grandeur (Champs magnétique), fonction de l’endroit choisi Indépendamment de sa source.

Plan du Cours

• Magnétostatique: Champ d’induction, Propriétés de l’induction magnétiques, Loi de Laplace, Théorème d’Ampère, potentiel vecteur, loi de Biot et Savard, application (étude des symétries et calcul de l’induction magnétique, Effet Hall).
• Courant alternatif: comportant des composants résistifs, capacitifs et inductifs-énergie des circuits.
• Equations de Maxwell dans le vide: Induction magnétique, potentiels scalaire et vectoriel « en jauge de Lorentz ».
• Ondes électromagnétiques dans le vide: Equations locales, Intégrales et relations de passage, énergie magnétique

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