Connaitre des concepts de base de l'électromagnétisme et pouvoir les utiliser dans des situations simples.
Appliquer les outils mathématiques à la modélisation de phénomènes physiques.
Développer l'esprit critique et la rigueur indispensable au raisonnement scientifique.
Cette première partie du cours d'introduction à l'électromagnétisme classique s'adresse aux étudiants du programme de bachelier en sciences mathématiques. Il vise la compréhension des concepts fondamentaux, posant ainsi les bases pour les cours plus avancés. Le rôle du cours est d'insister tout particulièrement sur l'importance de la rigueur dans le raisonnement scientifique, et de montrer l'importance de l'observation et du calcul dans les problèmes de physique.
Electrostatique (Charge et champ électrostatique, théorème de Gauss, potentiel électrostatique, conducteur à l'équilibre, condensateurs)
Courants continus (courant électrique, loi d'Ohm, conductivité, semiconducteurs, principe et caractéristiques des générateurs, effet Joule, charge et décharge d'un condensateur)
Magnétisme (Champ magnétique, force de Lorentz, mouvement des particules chargées dans les champs électriques et magnétiques, effet Hall, cyclotron, force de Laplace, loi de Biot-Savart, théorème d'Ampère, champ magnétique produit par un solénoïde, force entre deux courants, loi de Faraday, loi de Lenz, courants de Foucault, self-induction)
Courants alternatifs (définition, grandeurs instantanées, amplitude et valeurs efficaces). Etude des circuits passifs en régime stationnaire.
Electrostatique : 1. Charge et champ électrostatique 2. Le flux du champ électrique, le théorème de Gauss 3. Le potentiel électrique 4. Le conducteur en équilibre 5. Influence électrostatique 6. Les condensateurs 7. Energie électrostatique et forces sur les conducteurs
Courants Continus : 1. Le courant électrique et la loi d'Ohm 2. Les résistances : combinaison - mesures - Effet Joule 3. Les générateurs. Notion de force électromotrice. 4. Charge et décharge d'un condensateur 5. Les mesures électriques 6. Conducteurs, semiconducteurs et isolants 7. Approche élémentaire de la jonction p-n
Magnétisme : 1. Champ magnétique, force de Lorentz, force de Laplace 2. Mouvement des particules chargées dans les champs électriques et magnétiques 3. Champ magnétique produit par un courant 4. Induction magnétique 5. Self-Induction
Courants alternatifs
1. Notions de courants alternatifs, intensité efficace, redressement à une ou deux alternances 2. Représentation de Fresnel 3. Courant alternatif dans les circuits passifs
Cours en auditoire, illustré par des expériences ou par des diaporamas selon les besoins. Ce cours est complété par des travaux pratiques et par des séances d'exercices. Certains cours sont disponibles sur webcampus en version enregistrée, pour une visualisétion différée.
Pour chaque séance de cours, un résumé succinct est disponible sur webcampus (v. les sous-rubriques "résumés" dans les rubriques électrostatique, courants continus, magnétisme et courants alternatifs).
Examen oral. L'étudiant reçoit deux questions se rapportant à des chapitres différents du cours. Il devra également résoudre au moins un exercice. L'étudiant prépare les réponses pendant environ une heure et présente ensuite sa réponse oralement. L'évaluation porte sur la connaissance des concepts fondamentaux, la rigueur du raisonnement, la compréhension du sens physique des résultats et la présentation des résultats (graphiques, résultats numériques, ...).
La matière pour l'examen correspond essentiellement à ce qui a été vu au cours; la liste détaillée de la matière pour l'examen est publiée dans la rubrique "Informations générales" avant le début de la session des examens.
Pour les TP, un examen est organisé séparément. L'évaluation de la partie de TP tient également compte des interrogations en cours d'année et du cahier de laboratoire. Elle intervient pour 25% dans la note finale.
Si l'étudiant ne présente pas une ou plusieurs parties de l'examen (oral, TP), l'évaluation est sanctionnée globalement par une note de 0/20, quel que soit le résultat du calcul de la moyenne.
1. Le syllabus du cours
2. Le site du cours sur la plateforme Webcampus.
| Formation | Programme d’études | Bloc | Crédits | Obligatoire |
|---|---|---|---|---|
| Bachelier en sciences mathématiques | Standard | 0 | 6 | |
| Bachelier en sciences mathématiques | Standard | 1 | 6 |