Acquis d'apprentissage

Essayer de comprendre l'univers qui nous entoure, pouvoir expliquer les phénomènes de la vie de tous les jours... Basée sur des observations, des expérimentations et la réflexion, la physique recherche une explication simple, mais aussi complète que possible, pour aboutir à la formulation de lois ou principes. L'acquisition de cette démarche, appelée le raisonnement scientifique, est une école de logique, une démarche rigoureuse...Le cours met donc l'accent sur la compréhension et la réflexion.  

Au terme de cette unité d’enseignement, l’étudiant sera capable de :

  • Structurer sa pensée, s'exprimer clairement par écrit et oralement en utilisant un vocabulaire précis et adapté ;
  • Manipuler adéquatement des ordres de grandeurs et des unités ;
  • Expliquer et interpréter des phénomènes naturels/quotidiens en s'appuyant sur les notions théorique vues au cours ;
  • Développer un esprit critique scientifique et établir un raisonnement scientifique face à un problème posé.

Objectifs

Cette unité d'enseignement a pour obejctif d'assurer un bon niveau de connaissances de base en électricité, en lien avec les sciences de la vie et les phénomènes de la vie courante. Un attention particulière sera portée à la compréhension des applications aux sciences biologiques, géographiques, géologiques et vétérinaires, basées sur les phénomènes physiques détaillés au cours théorique.

Contenu

Cette unité d'enseignement est un exposé introductif de grands chapitres de l'électricité: électrostatique, électrocinétique, électromagnétisme.

Dans la mesure du possible, les concepts nouveaux sont introduits à partir de vidéos pré-enregistrées et/ou d'expériences ou démonstrations simples réalisées en direct devant et avec les étudiants. L'exposé des lois fondamentales qui s'ensuit est réalisé en mettant l'accent sur la démarche habituelle du physicien : description, analyse et généralisation du phénomène.

Des séances de travaux pratiques et travaux dirigés sont également associées à cette unité d'enseignement.

Table des matières

Électrostatique

  1. Charges électriques et loi de Coulomb
  2. Champ électrique
  3. Champ électrique et conducteur
  4. Théorème de Gauss
  5. Potentiel électrique
  6. Différence de potentiel électrique (tension)
  7. Électroencéphalographie (EEG) 

Électrocinétique

  1. Courant et résistance
  2. Conducteur et isolant
  3. Effet Joule
  4. Condensateur et diélectrique
  5. Circuit à courant continu
  6. Applications à l’électrophysiologie
  7. Courant alternatif
  8. Transport de l’énergie électrique
  9. Dangers et protection       

Électromagnétisme

  1. Champ magnétique
  2. Champ magnétique et induction électromagnétique
  3. Mouvement des particules chargées dans les champs magnétiques

Applications diverses

  1. Moteur électrique
  2. Dynamo et alternateur
  3. Cyclotron
  4. Courants de Foucault
  5. Débitmètre électromagnétique
  6. Imagerie par résonance magnétique (IRM ou RMN)
  7. Télécommunication

Exercices

Séances d’exercices organisées en TD par un assistant en petits groupes (20 à 27 étudiant par groupe).

10 heures de séances d'exercices (TD) et de travaux pratiques sont liées à cette unité d'enseignement. Ces séances font partie d'un ensemble de TD et TP associés aux unités d'enseignement SPHYB113 et SPHYB114.

 

Méthodes d'enseignement

La partie théorique de cette unité d'enseignement sera donnée à la fois sous forme de vidéos pré-enregistrées (classe inversée) et sous forme de cours interactif en auditoire (avec support d'un diaporama) ou encore entièrement par vidéo en cas d’enseignement à distance. Les vidéos enregistrées peuvent être visionnées par les étudiants avant la séance de cours en auditoire.

En dehors des séances en auditoire, l'étudiant(e) est invité(e) à poser toutes ses questions via le forum mis en place sur la plateforme Teams.

Les exercices seront encadrés par un enseignant en séance de travaux dirigés (TD), c'est-à-dire que les étudiants résoudront eux-mêmes activement les problèmes avec l'aide de l'enseignant.

Pendant les cours, de nombreuses expériences sont réalisées en direct. Ces expériences visent à observer un nouveau phénomène et à le faire comprendre, ou illustrent les applications. Des supports multimédia (Powerpoint, animations, films, ...) sont également utilisés pour expliciter les applications (fibre nerveuse, IRM, cyclotron...).

Méthode d'évaluation

Cette unité d'enseignement comprenant trois parties distinctes mais complémentaires:

  • Un examen portant sur la matière théorique est organisé en session correspondant à 65% de la note globale. L'examen se fait à livre fermé. La matière couverte par l'évaluation comprend tout ce qui sera vu au cours.
  • Note de TD : examen écrit organisé en sessions de juin et août. La note de TD intervient pour 20% de la note globale.
  • Note de TP : évaluation continue, tout au long de l'année (les résultats obtenus sont définitifs, il n'y a pas d'examen de TP en session) correspondant à 15% de la note globale. Notez que les séances de TP sont obligatoires. En cas de maladie ou d’absence exceptionnelle à justifier auprès du secrétariat de la faculté, l'étudiant doit contacter l'assistant dès son retour à l'Université afin d'organiser une séance de récupération.

 

Sources, références et supports éventuels

L'ouvrage de référence est le syllabus vendu au Service Reprographie de l'UNamur et disponible pour les étudiants inscrits à cette unité d'enseignement, en ligne et gratuitement, sur WebCampus. Ce syllabus n'est pas obligatoire.

Les étudiants curieux iront également consulter : 

- Physique II – Électricité et Magnétisme, Harris Benson, De Boeck, ISBN 9782804193805

- Physique, Eugène Hecht, De Boeck,  ISBN 978-2744500183

- Physique, Joseph Kane et Morton Sternheim, Dunod, ISBN 2100071696

- Physique 3 – énergie Électricité, Paul Avanzi et al., lep, ISBN 9782606012724

Langue d'instruction