Électricité

Table des matières

I. CHARGE ÉLECTRIQUE ET LOI DE COULOMB

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Charge électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Force électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Loi de Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Unités électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Principe de superposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. CHAMP ÉLECTRIQUE

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Champ électrique. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Détermination du champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Lignes de force électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Flux électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Loi de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Applications de la loi de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. POTENTIEL ÉLECTRIQUE

1. Champ électrique et champ conservatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Potentiel électrique. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Potentiel produit par une charge ponctuelle . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Potentiel produit par une sphère chargée . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Potentiel produit par une distribution quelconque . . . . . . . . . . . .

6. Re1ation entre le champ et le potentiel électrique . . . . . . . . . . . .

7. Lignes équipotentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Énergie potentielle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Énergie d'une distribution de charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. MULTIPÔLES ÉLECTRIQUES

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Monopôle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Dipôle électrique. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Dipôles électriques dans la nature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Dipôle dans un champ électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Quadrupôle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Superposition de multipôles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. CONDUCTEURS ET DIÉLECTRIQUES

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Conducteurs électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Charges induites sur les conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Polarisation induite dans les diélectriques . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Susceptibilité, permittivité et constante diélectrique . . . . . . . . . .

6. Lois de l'électrostatique appliquées aux diélectriques . . . . . . . . .

7. Notion de déplacement électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Réfraction des lignes de force entre deux milieux . . . . . . . . . . . .

 

VI. COURANT ÉLECTRIQUE

1. Courant électrique. Définition et unités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Courant ionique dans les cristaux et les électrolytes . . . . . . . . . .

3. Courant électrique dans les semi-conducteurs . . . . . . . . . . . . . . .

4. Courant électrique dans les conducteurs. Loi d'Ohm . . . . . . . . . .

5. Loi d'association des résistances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Loi de Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Variation de la conductivité avec la température.
    Superconductivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. CIRCUITS À COURANT CONTINU

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Forces électromotrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Forces contre-électromotrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Lois de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Étude de quelques circuits spéciaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Instruments de mesure. Voltmètres et ampèremètres . . . . . . . . . . .

7. Puissance transmise d'un circuit à un autre . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. CAPACITÉ ÉLECTRIQUE

l. Capacité électrique d'un condensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Limite à l'accumulation de charges. Phénomène d'émission froide

3. Le condensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Lois d'association des condensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Énergie potentielle d'un condensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Charge et décharge d'un condensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Effets d'un circuit RC sur une onde carrée . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IX. FORCE MAGNÉTIQUE

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Force magnétique entre deux fils conducteurs parallè1es.
    Définition de l'ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Interaction d'un courant avec le champ magnétique . . . . . . . . . . .

4. Interaction d'une particule chargée en mouvement
    avec le champ magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Mouvement d'une particule chargée dans un champ magnétique

6. Effet Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Couple exercé sur un cadre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Le dipôle magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Le magnétisme: un effet relativiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

X. CHAMP MAGNÉTIQUE

1. Lignes de champ magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Conservation du flux magnétique. Loi de Gauss . . . . . . . . . . . . . .

3. Loi de Biot - Savard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Champ produit par une particule chargée en mouvement . . . . . . .

5. Champ produit par un anneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Champ produit par un dipôle magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Champ magnétique terrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Loi d'Ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Champ produit par un solénoïde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Champ produit par un tore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XI. INDUCTION MAGNÉTIQUE

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Force électromotrice induite dans un conducteur en mouvement

3. Générateurs électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Champ électrique induit par un champ magnétique variable . . . . .

5. Loi de Lenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Inductance mutuelle. Transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Établissement et rupture du courant dans une self-inductance . . .

8. Énergie potentielle d'une self-inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XII. MAGNÉTISME DANS LA MATIÈRE

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Le magnétisme atomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Diamagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Paramagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Ferromagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Force sur un spécimen aimanté
    dans un champ magnétique non uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. L'aimantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. L'excitation magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Susceptibilité et perméabilité magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XIII. COURANT ALTERNATIF

1. Courant alternatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. f.é.m. et courants efficaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Impédance d'un condensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Impédance d'une self-inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Lois d'association des impédances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Représentation en nombres complexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Circuits résonnants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Puissance moyenne et facteur de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XIV. ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES

1. Équations de Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Théorie électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Onde électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Énergie et quantité de mouvement d'une onde électromagnétique

5. Réfraction et réflexion des ondes électromagnétiques . . . . . . . . .

6. Rayonnement émis par une particule chargée accélérée . . . . . . . .

7. Rayonnement émis par un dipôle oscillant . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Appendice I : Fonctions sinusoïdales et vecteurs . . . . . . . . . . . . . . .

Appendice II : Les unités électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . .

Appendice III : Constantes physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Appendice IV : Table de trigonométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

RÉPONSES AUX PROBLÈMES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

INDEX ALPHABÉTIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

1

3

5

6

9

11

 

 

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92

95

 

 

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102

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116

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127

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142

 
146

 

 

153

153

158

161

167

169

173

 

 

181

184

188

192

195

198

203

 

 

211

 
212

214

 
217

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224

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229

 

 

237

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250

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297

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310

312

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316

 

 

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339

341

344

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355

 

 

363

365

367

371

375

377

385

 

393

395

405

407

 

409

423