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Oraux blancs PCSI

Durée : 20 minutes (avec ou sans préparation, ceux qui passent sans préparation ont été prévenus) 

Programme : 

• Mécanique (PFD, TMC, énergétique, ...   hors particules chargées et mouvement à force centrale) 

• Electricité (régime libre, régime forcé dont RSF, filtres, ... hors ALI) 

• Thermodynamique (tout)

• Induction (champ magnétique et action du champ magnétique, lois de l'induction, circuit fixe dans un champ magnétique qui dépend du temps) 

 

Conseils : (issus des rapports d'oraux de CCINP PC et PSI)

• et soigner le présentation du tableau (schémas, ...)

"Bien que la majorité des candidats communique avec une bonne aisance, la présentation du tableau n’est pas toujours optimale. Les schémas manquent souvent de précision, notamment en optique. Cet aspect mérite d’être amélioré." 

• Attention aux outils mathématiques (vecteurs, infinitésimaux, ...) 

"Un manque de rigueur dans l’utilisation des outils mathématiques semble également de plus en plus présent : égalité entre un vecteur et un scalaire, division par un vecteur, égalité entre grandeurs infinitésimales et finies, mauvaise utilisation des nombres complexes, développement limité faux, intégration ou encore résolution d’équations différentielles non maîtrisées"  

• Bien analyser/interpréter des phénomènes avec du sens physique sans se précipiter sur des calculs = on s'assure de bien comprendre ce qui se passe avant de commencer la modélisation, et on a un regard critique sur ses résultats (loi de Lenz par exemple ...)

"Une analyse ou une approche physique font souvent défaut. A une question purement physique, la réponse est très majoritairement mathématique, via une formule ou une équation. Ce fait est particulièrement flagrant dans l’exercice mineur où une démarche physique expliquant les phénomènes et des idées pour aborder le sujet sont attendues."

 

 

"L’intérêt d’une parfaite connaissance du cours 

Nous recommandons aux candidats de bien travailler leur cours. 

En particulier, il faut être rigoureux sur la formulation des résultats établis, leur champ d’application et connaître les grandes idées de leur établissement. 

Lorsqu’un candidat se trompe, l’examinateur le questionne pour qu’il se corrige de lui-même. Si c’est seulement une étourderie, rectifiée très rapidement, l’incidence est minime et il ne faut pas paniquer. 

Lorsqu’il y a un non-sens flagrant et qu’on doit reconstruire un résultat pour pouvoir ensuite l’utiliser correctement, il s’en suit au mieux une perte de temps qui empêche le candidat d’aller beaucoup plus loin dans sa planche. Au pire, l’erreur subsiste et rien n’est résolu. 

Dans tous les cas, le questionnement de l’interrogateur est uniquement destiné à sonder les connaissances du candidat et à le remettre sur la voie."

Oraux blancs PCSI

Durée : 20 minutes (avec ou sans préparation, ceux qui passent sans préparation ont été prévenus) 

Programme : 

• Mécanique (PFD, TMC, énergétique, ...   hors particules chargées et mouvement à force centrale) 

• Electricité (régime libre, régime forcé dont RSF, filtres, ... hors ALI) 

• Thermodynamique (tout)

• Induction (champ magnétique et action du champ magnétique, lois de l'induction, circuit fixe dans un champ magnétique qui dépend du temps) (Circuit mobile dans un champ magnétique stationnaire au programme de la semaine prochaine, on a fini le cours mais pas fait assez de TD)

 

Conseils : (issus des rapports d'oraux de CCINP PC et PI)

• et soigner le présentation du tableau (schémas, ...)

"Bien que la majorité des candidats communique avec une bonne aisance, la présentation du tableau n’est pas toujours optimale. Les schémas manquent souvent de précision, notamment en optique. Cet aspect mérite d’être amélioré." 

• Attention aux outils mathématiques (vecteurs, infinitésimaux, ...) 

"Un manque de rigueur dans l’utilisation des outils mathématiques semble également de plus en plus présent : égalité entre un vecteur et un scalaire, division par un vecteur, égalité entre grandeurs infinitésimales et finies, mauvaise utilisation des nombres complexes, développement limité faux, intégration ou encore résolution d’équations différentielles non maîtrisées"  

• Bien analyser/interpréter des phénomènes avec du sens physique sans se précipiter sur des calculs = on s'assure de bien comprendre ce qui se passe avant de commencer la modélisation, et on a un regard critique sur ses résultats (loi de Lenz par exemple ...)

"Une analyse ou une approche physique font souvent défaut. A une question purement physique, la réponse est très majoritairement mathématique, via une formule ou une équation. Ce fait est particulièrement flagrant dans l’exercice mineur où une démarche physique expliquant les phénomènes et des idées pour aborder le sujet sont attendues."

 

 

"L’intérêt d’une parfaite connaissance du cours 

Nous recommandons aux candidats de bien travailler leur cours. 

En particulier, il faut être rigoureux sur la formulation des résultats établis, leur champ d’application et connaître les grandes idées de leur établissement. 

Lorsqu’un candidat se trompe, l’examinateur le questionne pour qu’il se corrige de lui-même. Si c’est seulement une étourderie, rectifiée très rapidement, l’incidence est minime et il ne faut pas paniquer. 

Lorsqu’il y a un non-sens flagrant et qu’on doit reconstruire un résultat pour pouvoir ensuite l’utiliser correctement, il s’en suit au mieux une perte de temps qui empêche le candidat d’aller beaucoup plus loin dans sa planche. Au pire, l’erreur subsiste et rien n’est résolu. 

Dans tous les cas, le questionnement de l’interrogateur est uniquement destiné à sonder les connaissances du candidat et à le remettre sur la voie."

Chapitre 27 : Champ magnétique

I : Champ magnétique

1) Les champs en physique

2) Champ magnétique

a- Aimants b- Champs magnétiques créés par des courants   c- Champ magnétique Terrestre   d- Ordres de grandeur à connaître 

II : Cartographier le champ magnétique

1) Cartes de champs magnétiques à connaître

Tracer l'allure des cartes de champ magnétique pour un aimant droit, une spire circulaire et une bobine longue.

Comment peut-on réaliser un champ magnétique quasi-uniforme ?

Donner les ordres de grandeur de champs magnétiques au voisinage d'un aimant usuel, dans un appareil à IRM et du champ magnétique terrestre.

2) Analyse du lien entre courants et champs magnétiques

  a- Fil infini    b- Spires    c- Solénoïde     d- Bobines de Helmholtz 

III : Symétries et invariances des distributions de courant, conséquences

1) Symétries et antisymétries d'une distribution de courant

2) Conséquences des symétries sur B

Donner les quatre phrases qui donnent les conséquences des symétries de la distribution de courant sur le champ magnétique. Associer ces phrases à des schémas illustratifs.

3) Invariances d’une distribution de courant et conséquences

Définir les invariances d'une distribution de courant, et en donner les conséquences sur le champ magnétique.

4) Méthode pour déterminer la forme générale du champ magnétique

IV : Moment magnétique

1) Vecteur surface

Définir le vecteur surface associé à une boucle de courant plane.

2) Moment magnétique d'une boucle plane

Définir le moment magnétique associé à une boucle de courant plane.

3) Moment magnétique d'un aimant permanent

Donner l'ordre de grandeur du moment magnétique associé à un aimant usuel.

Chapitre 28 : Actions d'un champ magnétique

I : Force de Laplace

1) Mise en évidence

 a- Mise en évidence expérimentale     b- Lien avec la force de Lorentz

2) Force élémentaire de Laplace

Donner l'expression de la force de Laplace qui s'exerce sur  une portion d'un circuit filiforme parcouru par  un courant électrique et plongé dans un champ magnétique extérieur.

3) Résultante

Etablir l'expression de la résultante des forces de Laplace qui s'exerce sur une barre conductrice plongée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire. 

4) Puissance

Exprimer la puissance des forces de Laplace qui s'exerce sur une barre conductrice plongée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire. 

II : Couple magnétique

1) Résultante

2) Moment du couple

Donner l'expression du moment du couple subi par une spire rectangulaire, parcourue par un courant, en  rotation autour d'un axe de symétrie de la spire  passant par les deux milieux de côtés opposés  et placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire orthogonal à l'axe.

3) Puissance du couple

Donner et ou établir l'expression de la puissance des actions mécaniques de Laplace qui s'exercent sur cette spire.

III : Action d’un champ magnétique sur un aimant

1) Orientation d'un aimant

2) Positions d'équilibre

3) Effet moteur d'un champ magnétique tournant

a- Création d'un champ tournant     b- Action sur un aimant (une boussole)

Chapitre 29 : Phénomène d'induction (TD à bien préparer pour lundi) 

I : Flux d'un champ magnétique

1) Définition du flux d'un champ de vecteurs

2) Flux magnétique

Définir le flux d'un champ magnétique uniforme à travers une surface s'appuyant sur un contour fermé orienté plan.

II :  Loi de Faraday

1) Mise en évidence du phénomène d'induction

2) Loi de Lenz

Enoncer la loi de Lenz.

Utiliser la loi de Lenz pour prédire le signe du courant dans une boucle dont on approche/éloigne un aimant.

3) Loi de Faraday

Enoncer la loi de Faraday.

Dans quel sens doit on placer le générateur induit dont la fem est donnée par la loi de Faraday ? 

Chapitre 30 : Circuit fixe dans un champ magnétique qui dépend du temps (TD à bien préparer pour lundi) 

I : Auto induction

1) Flux propre

Définir le champ magnétique propre et le flux propre.

2) Inductance propre

Définir l'inductance propre d'un circuit.  Quelle en est son signe ? son unité ?

Qu'appelle-t-on auto-induction ?

Etablir l'expression de l'inductance propre d'une bobine longue. Comment dépend-elle du nombre de spire ? 

Donner les ordres de grandeurs de l'inductance propre d'une bobine longue.

3) Circuit électrique équivalent

4) Approche énergétique

Etablir le bilan de puissance d'un circuit siège d'un phénomène d'auto-induction.

II : Deux bobines en interaction

1) Inductance mutuelle

2) Circuits couplés par mutuelle induction

Définir l'inductance mutuelle entre deux circuits. Quelle est son unité ? De quoi dépendent sa valeur et son signe ?

Etablir l'expression de l'inductance mutuelle entre deux bobines longues de même axe et en influence totale.

Etablir le système d'équations en régime sinusoïdal forcé pour deux circuits couplés par inductance mutuelle.  

3) Bilan énergétique

Effectuer un bilan de puissance et d'énergie dans un système de deux circuits couplés par induction mutuelle.