2 : Électromagnétisme

Table des matières

I. ÉLECTROMAGNÉTISME. FAITS EXPÉRIMENTAUX

1. Actions mécaniques entre courants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Actions des courants sur les aimants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Action d'un aimant sur un courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Action entre pôles d'aimants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Actions des courants et des aimants
    sur les charges électriques en mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. INDUCTION MAGNÉTIQUE

1. Induction magnétique. Force de Laplace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Force de Lorentz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Force appliquée à un élément de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Loi de Biot et Savart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. INDUCTION MAGNÉTIQUE DE CIRCUITS TYPES

1. Circuit rectiligne indéfini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Spire circulaire. Induction sur l'axe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Courant angulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Induction créée par un solénoïde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Bobines de Helmholtz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Interaction entre éléments de circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Interaction entre deux circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. PROPRIÉTÉS DE L'INDUCTION MAGNÉTIQUE

1. Ligne de champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Tube de champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Flux d'induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Notion de potentiel vecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Circulation du vecteur induction magnétique
    sur une courbe fermée. Théorème d'Ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Équation de Maxwell - Ampère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Unité de flux d'induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. FORCE DE LORENTZ. APPLICATIONS

1. Effet Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Effet magnétohydrodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. TRAVAIL DES FORCES ÉLECTROMAGNÉTIQUES

1. Déplacement d'une portion de circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Cas du circuit fermé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Théorème de Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Résultante générale et moment résultant des forces
    appliquées à un circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Moment magnétique d'un circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Action d'une induction uniforme sur un circuit . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Action mutuelle de deux circuits. Coefficient d'induction mutuelle

8. Circuit dans sa propre induction. Inductance propre . . . . . . . . . . . .

9. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE

1. Faits expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Circuits en mouvement dans une induction
    magnétique constante et fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Circuits immobiles placés dans une induction
    magnétique en mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Circuits immobiles.
    Induction magnétique immobile mais variable dans le temps . . . . .

5. Généralisation. Conducteur mobile dans une induction variable . . .

6. Sens du courant induit. Loi de Lenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Courants de Foucault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. ÉNERGIE MAGNÉTIQUE AUTO-INDUCTION.
INDUCTION MUTUELLE

1. Auto-induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Induction mutuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Force électromotrice d'induction mutuelle et de self induction . . . .

4. Énergie magnétique de self induction. Localisation de cette énergie

5. Énergie magnétique de deux circuits dans le vide . . . . . . . . . . . . . .

6. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IX. ÉTUDE DES MILIEUX AIMANTÉS

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

2. Phénomènes magnétiques en un point du vide
    extérieur à la matière aimantée. Actions créées . . . . . . . . . . . . . . .

3. Vecteur aimantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Actions subies par la matière aimantée
    placée dans une induction magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Notion de masses magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Équivalence de la matière aimantée à une distribution de courants

7. Induction magnétique dans la matière aimantée . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Induction dans une cavité intérieure à la matière aimantée . . . . . . .

9. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

X. AIMANTATION INDUITE
DES SUBSTANCES MAGNÉTIQUES LINÉAIRES

1. Aimantation induite des substances linéaires.
    Dia et paramagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Perméabilité magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Conditions à la séparation de deux milieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Action d'un champ magnétique
    sur une substance para ou diamagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Matériaux dia et paramagnétiques. Valeurs de X . . . . . . . . . . . . . .

6. Théorie du diamagnétisme et du paramagnétisme . . . . . . . . . . . . . .

7. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XI. FERROMAGNÉTISME

1. Courbe de première aimantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Hystérésis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Observation oscillographique d'un cycle d'hystérésis dynamique

4. Perte d'énergie au cours d'un cycle d'hystérésis . . . . . . . . . . . . . . .

5. Excitation démagnétisante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Notion de réluctance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Matériaux ferromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Théorie sommaire du ferromagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

9

9

10

10

 
11

11

 

 

12

13

14

14

16

 

 

25

26

27

28

29

30

30

31

 

 

36

36

36

38

 
39

39

40

40

 

 

48

51

52

 

 

59

59

60

 
60

61

62

63

64

64

 

 

73

 
75

 
78

 
79

80

81

82

83

 

 
 

98

98

98

99

101

102

 

 

118

 
118

120

 
121

121

122

122

125

126

 

 
 

 
134

134

135

 
135

136

137

140

 

 

143

144

146

147

148

149

150

153

155