Mini manuel d'Électromagnétisme Électrostatique Magnétostatique

Comment aller à l'essentiel, comprendre les méthodes et les principes avant de les mettre en application ?

Conçus pour faciliter aussi bien l'apprentissage que la révision, les Mini Manuels proposent un cours concis et richement illustré pour vous accompagner jusqu'à l'examen. Des exemples sous forme d'encarts, des mises en garde, des méthodes et des exercices corrigés complètent le cours.

Ce Mini Manuel d'Électromagnétisme rassemble les connaissances essentielles à tout étudiant en L1 /L2 (Sciences de la Matière, Sciences de la Vie et Santé) ou préparant un DUT.

Table des matières


1 Généralités sur les propriétés électriques
de la matière 1

1.1
Charges électriques 1

Les deux types de charges électriques 1

Charges électriques élémentaires 3

Neutralité électrique d'un corps 4

1.2
Propriétés électriques de la matière 4

Électrisation d'un corps 4

Matériaux conducteurs et isolants 7

Conservation de la charge électrique 7

1.3
Densité de charges électriques 8
Distributions continues de charges avec une
Distributions continues de charges avec
Distributions continues de charges avec une
densité linéique A-II

densité volumique p 8

une densité surfacique (J 10

1.4
Loi de Coulomb 12

Loi de Coulomb 12

Principe de superposition 14

Points-clés 16

Exercices 16

Solutions 20

2 Champ et potentiel électrostatiques 26

2.1
Champ et potentiel électrostatiques créés
par une charge ponctuelle 26

Champ électrique d'une charge ponctuelle 26

Potentiel électrostatique créé par une
charge ponctuelle 29

Relations entre champ et potentiel électrostatiques Généralisation pour un ensemble de charges
31

Surfaces équipotentielles 34

ponctuelles: principe de superposition 35

2.2
Propriétés de symétrie 41

Principe de Curie 41

Définition des opérations de symétrie 41

2.3
Champ et potentiel électrostatiques

créés par une distribution continue

~c~~~ ~
Champ et potentiel créés par un fil chargé 50
Cas d'un plan infini chargé uniformément
Champ et potentiel créés par une distribution

Champ et potentiel créés par un disque chargé 59

en surface 63

volumique de charges 66

Points-clés 68

Exercices 69

Solutions 72

3 Théorème de Gauss 81

3.1
Flux du champ électrostatique créé par
une charge ponctuelle 81

--->
Flux d'un champ de vecteur A 81

une charge ponctuelle Flux du champ électrostatique créé par
85

3.2
Théorème de Gauss 90

distribution de charges Flux du champ électrostatique créé par une
90

Théorème de Gauss 93

Intérêt et utilisation du théorème de Gauss 94

Table des matières VII
3.3
Applications du théorème de Gauss 95

Champ et potentiel électrostatiques créés par
une sphère chargée 95
Champ et potentiel électrostatiques créés par
Champ et potentiel électrostatiques créés par
Champ et potentiel électrostatiques créés par
Champ et potentiel électrostatiques créés
par deux plans parallèles portant des

un cylindre chargé uniformément 101

un fil infini chargé uniformément 109

un plan infini chargé uniformément 111

charges opposées 116

Points-clés 119

Exercices 120

Solutions 123

4 Le champ magnétique 128

4.1
Lessources de champ magnétique 128

Les aimants: sources de champ magnétique 128

La boussole et les pôles (magnétiques)
d'un aimant 128

Action magnétique entre deux aimants 129

Le courant électrique
: source de champ
magnétique 131

Origine du champ magnétique créé par la matière 131

4.2
Lesforcesmagnétiques 132

La force de Laplace 132

La force de Lorentz 135

Lien entre Force de Laplace et Force de Lorentz 135

4.3
Le vecteur champ magnétique 138

Direction et sens du vecteur champ magnétique 138

Mesure du champ magnétique 139

Unité et ordre de grandeurs 144

Points-clés 144

Exercices 145

Solutions 146

5 Champ magnétique créé par des courants 149

5.1
Loi de Biot et Savart 149

Champ magnétique créé par un conducteur
filiforme parcouru par un courant 149

Généralisation de la loi de Biot et Savart 151

5.2
Propriétés de symétrie du champ
magnétique 152

5.3
Champ magnétique créé par un courant
circulant dans un fil rectiligne 155

Position du problème 155

Champ élémentaire créé par un élément de
courant Idl situé au point P 157

Expression du champ magnétique pour un fil fini 159

Cas du fil infini 159

5.4
Cas de la spire circulaire et des bobines
parcourues par un courant 160

Champ magnétique créé par une spire circulaire 160

Champ magnétique créé par une bobine plate 167

Champ magnétique créé par une bobine
longue ou solénoïde 170

Points-clés 175

Exercices 176

Solutions 178

6 Théorème d'Ampère
Propriétés du champ magnétique 184

6.1
Théorème d'Ampère 184

Circulation sur un contour fermé du champ magnétique créé par un fil infini parcouru par un courant
Généralisation: théorème d'Ampère 186

Intérêt et utilisation du théorème d'Ampère 188

6.2
Exemples d'application du théorème
d'Ampère 189

Cas du fil infini parcouru par un courant 189

Cas du solénoïde infini 191

6.3
Flux du champ magnétique 194

Flux magnétique 194

Flux magnétique à travers une surface fermée 195

Points-clés 196

Exercices 197

Solutions 201

Index 210