Description

Ce chapitre étend le cours d'électrostatique et magnétostatique de 1ere année aux phénomènes dynamiques, dépendant du temps. C'est dans ce cadre qu'apparaissent les couplages entre électricité et magnétisme, les mécanismes de générations  de courants, les moteurs électriques et l'explication de la nature des ondes électromagnétiques, y compris la lumière.

Compétences requises

Électrostatique et magnétostatique de 1ere année. Analyse des fonctions à plusieurs variables et vectorielles. Phénomènes de vibration et ondes. 

Compétences visées

Après avoir suivi ce cours, il sera possible de décrire le fonctionnement de moteurs simples, de générateurs de courant élémentaires, des transformateurs électriques,  de l'émission et de la réception des ondes Hertziennes (antennes). 

Modalités d'organisation et de suivi

Cours Intégrés (cours et exercices en alternance). Devoirs surveillés et 10h d'interrogation orale par semestre 

Syllabus

Rappels mathématiques

• Gradient, divergence, rotationnel, laplacien ; théorèmes de Green-Ostrogradski et de Stokes-Ampère.

Approfondissement du cours d'électrostatique et de magnétostatique de 1ere année

• Forces, champs et potentiels électrostatiques ; distributions discrètes et continues de charges ; théorème de Gauss sous forme locale et sous forme intégrale.
• Études des propriétés de symétrie ; principe de Curie.
• Développement multipolaire du potentiel.
• Énergie électrostatique ; systèmes discrets et continus de charges ; densité d’énergie électrique.
• Conducteurs en équilibre électrostatique.
• Condensateurs ; exemples classiques.
• Introduction aux milieux diélectriques.
• Magnétostatique: loi de Biot et Savart ; théorème d’Ampère, potentiel vecteur ; densité d’énergie
  magnétique. Étude d’exemples classiques.

Régimes variables - Équations de Maxwell

• Induction: champ électromoteur ; force électromotrice d’induction ; auto-induction et induction mutuelle ; aspects énergétiques.
•  Bobines inductances.
• Introductions aux milieux magnétiques.
• Généralisation du théorème d’Ampère.
• Équations de Maxwell.
• Conservation de la charge électrique ; jauges ; potentiels
• Introductions aux milieux magnétiques.
• Ondes électromagnétiques, propagation dans vide.
• Introduction à la propagation dans les milieux Linéaires, Homogènes et Isotropes (LHI).