Cours 2017-2018

Physique générale : Electricité - Partim Chimie [SPHYB126]

  • 6 crédits
  • 46h+36h
  • 2e quadrimestre
Langue d'enseignement: Français
Enseignant: Sporken Robert

Acquis d'apprentissage

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.

Objectifs

Cette première partie du cours d'introduction à l'électromagnétisme classique s'adresse aux étudiants du programme de bachelier en sciences physiques et chimiques. 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.

Contenu

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, 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) L'induction magnétique: loi de Faraday, loi de Lenz, courants de Foucault. La self-induction. Les courants alternatifs (définition, grandeurs instantanées, amplitude et valeurs efficaces). Etude des circuits passifs en régime stationnaire.

Table des matières

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

Description des exercices

Voir http://www.unamur.be/sciences/physique/udp/bac1 pour les travaux pratiques


Méthodes d'enseignement

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. Il est possible de revoir des notions, à la demande des étudiants, lors des séances "Tremplin".

Mode d'évaluation

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 rigueur du raisonnement, sur la compréhension du sens physique des résultats et sur la présentation des résultats (graphiques, résultats numériques, ...). Pour les TP, un examen est organisé séparément. L'étudiant reçoit deux questions qui l'amènent à refaire deux parties de manipulations. La note obtenue à l'examen de TP 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.

Sources, références et supports éventuels

1. Le syllabus du cours

2. Le site du cours sur la plateforme Webcampus

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR