TABLE DES MATIERES Loi de Biot et Savart. Conditions d'application 32

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1 COURS DE PHYSIQUE ELECTRICITE II DEVORE / ANNEQUIN TABLE DES MATIERES LECTROMAGNETISME. CIRCUITS ELECTRIQUES ET AIMANTS DANS LE VIDE CHAPITRE I Les vecteurs fondamentaux de l'électromagnétisme 1-1. Les deux corps d'épreuve : magnétomètre et boucle de courant Axe magnétique d'un magnétomètre et d'une boucle de courant Champ magnétique. Ligne de champ. Exploration du champ Induction magnétique. Vecteur induction magnétique Vecteur moment magnétique d'un magnétomètre ou d'une boucle de courant Formule fondamentale. Equivalence boucle de courant et magnétomètre Induction magnétique produite par un ampérien. Le champ magnétique est en i/r Vecteurs polaires et vecteurs axiaux. Axialité des vecteurs Actions entre courants. Plan d'étude 21 CHAPITRE II Postulat fondamental. La formule d'ampère 2-1. La formule d'ampère Remarques sur la formule d'ampère Dichotomie de la formule d'ampère Champ magnétique d'un courant rectiligne indéfini Actions entre deux courants rectilignes indéfinis parallèles Définition légale de l'ampère. Unités S.I. d'induction magnétique Le système d'unités S.I. (rationalisé) 30 CHAPITRE III Formule de Biot et Savart. Détermination du vecteur induction 3-1. Loi de Biot et Savart. Conditions d'application Définition provisoire de l'unité S.I. d'induction magnétique le tesla (T) 34 Exercices Champ magnétique d'une bobine circulaire plate 35 Exercices Champ magnétique d'un solénoïde 43

2 3-4. Champ magnétique d'un solénoïde 43 Exercices 47 CHAPITRE IV Potentiel-vecteur du vecteur induction Conservation du flux d'induction Rotationnel et potentiel-vecteur Rappel de la condition de conservation du flux d'induction Le vecteur induction dérive d'un potentiel-vecteur Unité S.I. de flux d'induction : le weber (Wb) Conservation du flux d'induction magnétique. Relation de milieu 55 CHAPITRE V. - Circulation du vecteur induction. Théorème d'ampère 5-1. Lemme préliminaire. Gradient d'angle solide Circulation élémentaire du vecteur induction magnétique Le théorème d'ampère pour des courants linéaires dans le vide Conséquences et application du théorème d'ampère 64 CHAPITRE VI. - Potentiel scalaire du vecteur induction 6-1. Potentiel d'induction magnétique dans un domaine vide qui n'est sillonné par aucun courant Potentiel discontinu et potentiel multiforme Potentiel d'induction magnétique et configuration du champ magnétique Généralisation de la notion de potentiel d'induction magnétique. Les difficultés Application du potentiel au calcul de l'induction. Les méthodes de calcul de B Champ magnétique d'un ampérien 73 CHAPITRE VII Loi de Laplace. Forces appliquées à un circuit dans un champ magnétique 7-1. Loi de Laplace Remarques sur la loi de Laplace Etude expérimentale La balance électromagnétique de Cotton Circuit dans une induction uniforme. Couples magnétiques 79 Exercice Solénoïde dans une induction uniforme 86 Exercices 87 CHAPITRE VIII Travail des forces électromagnétiques. Loi de Maxwell. Inductance propre d'un circuit Travail élémentaire de la force électromagnétique appliquée à un élément de circuit Etude d'un cas particulier Premier énoncé de la loi de Maxwell Deuxième énoncé de la loi de Maxwell Expression analytique de la loi de Maxwell. Calcul des forces et des couples électromagnétiques Cas particulier important: l'induction est uniforme Règle du flux maximal Circuit linéaire déformable. Inductance propre d'un circuit 103 Exercice 104 CHAPITRE IX Les aimants permanents dans le vide. Mesures magnétiques. Les actions exercées et subies par les aimants permanents Aimantation temporaire et aimantation permanente Aimants et courants. Conception ampérienne des aimants Caractères du champ magnétique d'un aimant dans le vide Champ magnétique des aimants. Action d'un champ magnétique uniforme sur un aimant droit Actions entre aimants, entre aimants et courants 113 Champ magnétique terrestre. Mesures magnétiques Généralités Champ magnétique terrestre Magnétomètre. Mesures relatives d'inductions Méthode statique. Mesure de M / B Applications de la méthode statique Méthode dynamique ou méthode des oscillations. Mesure de M B Mesures magnétiques absolues 122 Exercices 122

3 LES MILIEUX AIMANTES CHAPITRE X Les vecteurs aimantations et excitation magnétique. Relation fondamentale des milieux magnétiques Vecteur aimantation en un point d'un milieu aimanté Conception ampérienne d'un milieu aimanté Induction magnétique à l'intérieur d'un milieu aimanté. Conservation du flux d'induction magnétique Excitation magnétique. Relation fondamentale du magnétisme Conservation de la circulation du vecteur excitation magnétique Le théorème d'ampère en général. Equation de Maxwell-Ampère Non-conservation du flux d'excitation magnétique Aimantation uniforme. Aimant solénoïdal Aimant torique sans et avec entrefer 140 CHAPITRE XI Aimantation induite Classification des substances au point de vue magnétique. Définitions Remarques au sujet de la rationalisation 144 Diamagnétisme et paramagnétisme Corps diamagnétiques Corps paramagnétiques Théorie sommaire du diamagnétisme et du paramagnétisme 147 Ferromagnétisme Généralités Aimantation d'un barreau cylindrique. Excitation démagnétisante Principe d'une étude expérimentale du ferromagnétisme Caractéristiques de première aimantation Hystérésis. Cycle d'hystérésis. Énergie d'aimantation Matériaux ferromagnétiques. Alliages magnétiques Circuits magnétiques 160 PHENOMENES D'INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE ET D'AUTO-INDUCTION CHAPITRE XII Phénomènes d'induction électromagnétique Expériences. Lois qualitatives Force électromotrice d'induction. Formule fondamentale Restrictions dans l'application de la formule fondamentale Induction dans un circuit se déplaçant dans une induction magnétique invariable Force électromotrice d'induction élémentaire dans un élément conducteur mobile placé dans une induction magnétique invariable Force électromotrice élémentaire et force électromotrice totale Courants de Foucault Quantité d'électricité induite dans un circuit 179 Exercices 180 CHAPITRE XIII Auto -induction. Inductance mutuelle. Régimes variables Le phénomène d'auto-induction. Expérience Formule fondamentale. Nouvelles définitions d'unités S.I Calcul et mesure d'une inductance. Inductance d'une portion de circuit Inductance mutuelle de deux circuits linéaires rigides Etablissement d'un régime permanent dans un circuit Rupture du courant dans un circuit inductif Energie électromagnétique Localisation de l'énergie électromagnétique. Relation de Maxwell Décharge d'un condensateur dans un circuit inductif 201 Exercices 205 UNITES ET MESURES ELECTRIQUES CHAPITRE XIV Les systèmes d'unités électriques Généralités sur les systèmes d'unités 213

4 14-1 Généralités sur les systèmes d'unités Le problème des unités en électricité Rationalisation d'un système d'unités Le système international (S.L) Les systèmes C.G.S. électrostatique et électromagnétique Exercice 225 CHAPITRE XV. - Electrodynamomètres Principe d'un électrodynamomètre. Mesures absolues d'intensité Electrodynamomètre -balance Balances électrodynamiques. Etalons d'intensité Wattmètres électrodynamiques 229 Exercice 230 CHAPITRE XVI. - Galvanomètre à cadre mobile Généralités Description et principe du galvanomètre à cadre mobile Sensibilité du galvanomètre Mouvement de l'équipage mobile du galvanomètre. Amortissement Ampèremètres et voltmètres à cadre mobile Classe d'un appareil de mesure Galvanomètre balistique Fluxmètre 253 Exercice 256 COURANTS ALTERNATIFS CHAPITRE XVII. - Définitions et généralités sur les courants alternatifs Définitions Théorème de Fourier Principe de la production d'un courant sinusoïdal. Conditions d'application des lois générales Effet thermique. Intensité efficace Effet électrolytique Phénomènes électromagnétiques en courant alternatif 269 Exercices 274 CHAPITRE XVIII. - Loi d'ohm en courant alternatif. Position du problème. Méthodes de calcul Application de la loi d'ohm. Le régime sinusoïdal Méthode trigonométrique. Impédance Z Méthode de la représentation vectorielle de Fresnel Méthode de la représentation complexe. Impédance complexe 287 Exercice Etude des cas particuliers importants 293 Exercice Circuit R, L, C en série. Résonance. Etude expérimentale 299 Exercice Appareils en dérivation 306 Exercice 309 Exercices 313 CHAPITRE XIX. - Puissance en courant alternatif Puissance instantanée et puissance moyenne Etude de différents cas Puissances active et réactive. Courants watté et déwatté Puissance complexe. Théorème de Boucherot Facteur de puissance 324 Exercices 326 ELECTRICITE CORPUSCULAIRE Généralités 335 CHAPITRE XX Equivalence d'une charge en mouvement et d'un élément de courant. La charge élémentaire. Expérience de Millikan.

5 . Expérience de Millikan Courant de convection électronique dans un conducteur métallique. Equivalence = Expérience de Rowland La charge élémentaire. Expérience de Millikan 342 CHAPITRE XXI Electrolyse. Conduction ionique Electrolytes. Théorie ionique Mécanisme de la conduction ionique Décharge d'un ion complexe Lois de l'électrolyse. Le faraday et la charge élémentaire Actions secondaires. Applications de l'électrolyse Conductivité des solutions d'électrolytes 357 CHAPITRE XXII. Action d'un champ électrique et d'un champ magnétique sur des particules électrisées Les particules électrisées Energie cinétique d'une particule électrisée soumise à une différence de potentiel accélérateur. Variation relativiste de la masse Action d'un champ électrique sur une particule électrisée Action d'une induction magnétique sur une particule électrisée en mouvement Mesures des grandeurs caractéristiques de corpuscules électrisés Oscilloscope électronique. Récepteur de télévision Accélérateurs de particules électrisées 386 Exercices 387 CHAPITRE XXIII Moment magnétique d'un atome. Spin. Expérience de Stern et Gerlach Etat quantique d'un électron d'un atome Moments cinétique et magnétique orbitaux. Les nombres quantiques l et m Moments cinétique et magnétique de spin Moment magnétique d'un atome dans l'état fondamental Expérience de Stern et Gerlach 406 TOP