Questions de cours:
- Chapitre 28: Champ magnétique
- Propriétés du champ magnétique.
- Sources de champ magnétique.
- Citer des ordres de grandeur de champs magnétiques : au voisinage d’aimants, dans un appareil d’IRM, dans le cas du champ magnétique terrestre.
- Lignes de champ, cartes de champ magnétique.
- Exploiter une représentation graphique d’un champ vectoriel, identifier les zones de champ uniforme, de champ faible et l’emplacement des sources.
- Tracer l’allure des cartes de champs magnétiques pour un aimant droit, une spire circulaire et une bobine longue.
- Décrire un dispositif permettant de réaliser un champ magnétique quasi uniforme.
- Symétries et invariances des distributions de courant.
- Exploiter les propriétés de symétrie et d’invariance des sources pour prévoir des propriétés du champ créé.
- Lien entre le champ magnétique et l’intensité du courant.
- Évaluer l’ordre de grandeur d’un champ magnétique à partir d’expressions fournies.
- Moment magnétique.
- Définir le moment magnétique associé à une boucle de courant plane.
- Associer à un aimant un moment magnétique par analogie avec une boucle de courant.
- Citer un ordre de grandeur du moment magnétique associé à un aimant usuel.
- Chapitre 29: Actions d'un champ magnétique
- Force de Laplace élémentaire dans le cas d’un élément de courant filiforme.
- Différencier le champ magnétique extérieur subi du champ magnétique propre créé par le courant filiforme.
- Établir et citer l’expression de la résultante des forces de Laplace dans le cas d’une barre conductrice placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire.
- Lien entre force de Laplace et force de Lorentz (démo)
- Expérience du rail de Laplace (sans induction), détermination de l’expression de la vitesse.
- Résultante des forces de Laplace.
- Exprimer la puissance des forces de Laplace pour une translation.
- Couple des actions mécaniques de Laplace dans le cas d’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 (expression et démo)
- Établir et exploiter l’expression du moment du couple subi en fonction du champ magnétique extérieur et du moment magnétique.
- Action d’un champ magnétique extérieur uniforme sur un aimant.
- Positions d’équilibre et stabilité.
- Exprimer la puissance des actions mécaniques de Laplace pour la rotation d’une spire.
- Effet moteur d’un champ magnétique tournant.
- Principe du moteur synchrone, condition de décrochage en fonction du couple de charge.
Exercices:
- Chapitre 27: Statique des fluides
- Propriétés de la particule de fluide.
- Forces surfaciques, forces volumiques. Citer des exemples de chaque type de forces.
- Densité volumique de force de pesanteur (démo).
- Résultante de forces de pression (le calcul intégral sur une surface n'est pas encore au programme de colle).
- Équivalent volumique des forces de pression.
- Exprimer l’équivalent volumique des forces de pression à l’aide d’un gradient (démo).
- Équation locale de la statique des fluides (démo).
- Établir l’équation locale de la statique des fluides.
- Statique dans le champ de pesanteur uniforme : relation dP/dz = − rho g (démo)
- Citer des ordres de grandeur des champs de pression dans le cas de l’océan et de l’atmosphère.
- Exprimer l’évolution de la pression avec l’altitude dans le cas d’un fluide incompressible et homogène et dans le cas de l’atmosphère isotherme dans le modèle du gaz parfait (démo).
- Poussée d’Archimède (démo pour un cube immergé).
- Expliquer l’origine de la poussée d’Archimède.
- Exploiter la loi d’Archimède.
- Loi de Boltzmann: énoncé, expression du facteur de Boltzmann
- S’appuyer sur la loi d’évolution de la densité moléculaire de l’air dans le cas de l’atmosphère isotherme pour illustrer la signification du facteur de Boltzmann (démo).
- Utiliser k_b T comme référence des énergies mises en jeu à l’échelle microscopique / nombre d'atomes pour un système à deux niveaux
- Exprimer une surface élémentaire dans un système de coordonnées adaptées.
- Utiliser les symétries pour déterminer la direction d’une résultante de forces de pression.
- Évaluer une résultante de forces de pression.
- Résultante des forces de pression sur un barrage droit ou hémicylindrique, moment des forces de pression sur un barrage droit
- Chapitre 28: Champ magnétique
- Chapitre 29: Actions d'un champ magnétique
