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!! intended for physicists and others who will need to master Maxwell's equations. |
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!! And a learning guide on levels 3 and 4. |
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!! |
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!! *Program elements, or structuring in chapter* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!! * give a general vision of electromagnetism, the cycle: |
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!! moving charges |
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!! $`=`$ (4 Maxwell equations) $`\Longrightarrow`$ |
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!! |
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!! *For whom?* : All, at this level 3. |
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!! *BLOCK ELMAG3-2* |
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!! |
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!! *Possible title * : Introduction to electromagnetic phenomena |
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!! *Possible title* : Introduction to electromagnetic phenomena |
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!! |
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!! *Short description* : A general view of electromagnetic phenomena |
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!! of level N3, by privileging the phenomenological study with the mathematical tool |
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!! intuitive meaning, but go no further) necessary to |
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!! Maxwell's electromagnetism. |
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!! |
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!! *Program elements, or structuring in chapter* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!! The causes of the electric field (static: charges; and variable: B variable, |
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!! therefore in particular variable currents, moving currents and magnets). |
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!! The causes of the magnetic field (static: constant currents; and variable E variable, |
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!! *BLOC ELMAG3-3* |
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!! *BLOCK ELMAG3-3* |
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!! |
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!! *Titre possible* : Electrostatique dans le vide : calculs directs |
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!! *Possible title* : Electrostatics in vacuum: direct calculations |
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!! |
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!! *Description succincte :* Electrostatique : E et V, avec relation intégrale (circulation) |
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!! et locale (gradient) entre E et V. Calculs directs de E créé par des charges, et |
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!! de F induit par E sur des charges, introduction au dipôle électrique |
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!! (force et moment qui s'exerce sur lui, et champ E qu'il créé à grande distance). |
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!! *Short description* : Electrostatic: E and V, with integral relation (circulation) |
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!! and local (gradient) between E and V. Direct calculations of E created by loads, and |
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!! of F induced by E on charges, introduction to the electric dipole |
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!! (force and moment which is exerted on it, and field E which it creates at great distance). |
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!! |
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!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!! |
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!! *Pour qui ?* tous (physique, biologie, écologie, etc…) de niveau N3. |
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!! *For whom?* : All (physics, biology, ecology, etc.) at level N3. |
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!!!! *BLOC ELMAG3-4* |
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!!!! *BLOCK ELMAG3-4* |
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!!!! |
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!!!! *Titre possible* : Electrostatique dans le vide : premiers pas vers les équations de Maxwell |
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!!!! *Possible title* : Electrostatics in vacuum: first steps towards Maxwell's equations |
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!!!! |
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!!!! *Description succincte :* Théorème de Gauss (intégral et local) et tout l'outil |
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!!!! conceptuel et mathématique associé : symétries, vecteurs et pseudo vecteurs, divergence, |
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!!!! rotationnel, laplacien, équation de Poisson |
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!!!! *Short description* : Gaussian theorem (integral and local) and all the tool |
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!!!! conceptual and associated mathematics: symmetries, vectors and pseudo vectors, divergence, |
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!!!! rotational, Laplacian, Poisson equation |
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!!!! |
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!!!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!!!! établir au final $`div\overrightarrow{E}=\rho/\epsilon_0`$, mais aussi |
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!!!! $`\overrightarrow{rot}\overrightarrow{E}=\overrightarrow{0}`$ |
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!!!! et $`\Delta V = \rho/\epsilon_0`$ |
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!!!! *Program elements, or structuring in chapter* : |
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!!!! finalize $`div \overrightarrow{E} = \ ho / \epsilon_0`$, but also |
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!!!! $`\overrightarrow{rot} \overrightarrow{E} = \ overrightarrow{0}`$ |
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!!!! and $`\Delta V = \rho / \epsilon_0`$ |
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!!!! |
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!!!! |
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!!!! *Pour qui ?* physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell. |
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!!!! *For whom?* : Physicists and others who will have to master Maxwell's equations. |
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!! *BLOC ELMAG3-5* |
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!! *BLOCK ELMAG3-5* |
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!! |
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!! *Titre possible* : Les milieux conducteurs (soumis à E stationnaire) |
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!! *Possible title* : Conductive media (subject to stationary E) |
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!! |
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!! *Description succincte :* milieux conducteur & semiconducteurs, charges liées |
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!! ET présence de charges libres, vitesse thermique. |
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!! Matériaux (solide) cond. et semi-cond soumis à E stationnaire : vitesse de dérive, notion de trou |
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!! Cond. participant à circuit conducteur fermé : vecteur densité volumique de courant, |
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!! puis surfacique, intensité, résistivité-conductivité (prop locale) et résistance, |
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!! Loi d'Ohm (locale et intégrale), équationd de conservation de la charge (tous voient |
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!! ou revoient ici la divergence) |
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!! Cond. isolé : champ électrique exterieur/interne/total, transitoire : champ E extérieur => charges libres |
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!! en surface, équilibre => Etotal=0 => équipotentielle & densité volumique de charge nulle |
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!! (justification phénoménologique, et par Th Gauss cité pour tous) |
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!! vers cage de Faraday et ondes EM (même si c'est E variable) |
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!! *Short description* : conductive & semiconductor media, bound charges |
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!! AND presence of free charges, thermal speed. |
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!! Materials (solid) cond. and semi-cond subjected to stationary E: drift speed, notion of hole |
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!! Cond. participating in a closed conductive circuit: current volume density vector, |
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!! then surface, intensity, resistivity-conductivity (local prop) and resistance, |
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!! Ohm's law (local and integral), charge conservation equation (all see |
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!! or review the discrepancy here) |
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!! Cond. isolated: external / internal / total electric field, transient: external E field => free charges |
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!! on the surface, equilibrium => Etotal = 0 => equipotential & volume density of zero charge |
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!! (phenomenological justification, and by Th Gauss cited for all) |
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!! towards Faraday cage and EM waves (even if it is variable E) |
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!! |
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!! *Idée* : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il |
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!! reste une description de ce thème au niveau 2 |
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!! *Idea* : it is for everyone at level 3. If it is too detailed for some, it is |
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!! remains a description of this theme at level 2 |
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!! |
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!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!! |
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!! *Pour qui ?* tous au niveau 3 |
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!! *For whom?* All at level 3. |
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!! *BLOC ELMAG3-6* |
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!! *BLOCK ELMAG3-6* |
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!! |
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!! *Titre possible* : Les milieux diélectriques 1 (soumis à Eext stationnaire) |
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!! *Possible title* : Dielectric media 1 (subjected to stationary Eext) |
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!! |
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!! *Description succincte :* Description succincte : milieu diélectrique, moment dipolaire |
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!! électrique, phénomènes à l'origine des moments dipolaires, vecteur polarisation, |
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!! polarisation électronique, atomique et d'orientation, relation E et P, milieux LHI : |
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!! susceptibilité, polarisation uniforme, non uniforme, densité volumique de charges |
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!! de polarisation, densité surfacique de charges de polarisation, interface diélectrique/conducteur |
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!! avec diélectrique isotrope/anisotrope, vecteur induction électrique, liens entre D, E, P,ε, ε_0, ε_r, χe |
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!! (tout cela pour E stationnaire, mais dans "au-delà, on indique que cela dépendra de la fréquence |
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!! du champ E =>N4) |
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!! *Short description* : Short description: dielectric medium, dipole moment |
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!! electric, phenomena at the origin of dipole moments, polarization vector, |
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!! electronic, atomic and orientation polarization, E and P relationship, LHI media: |
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!! susceptibility, uniform, non-uniform polarization, volume density of charges |
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!! polarization, surface density of polarization charges, dielectric / conductor interface |
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!! with isotropic / anisotropic dielectric, electric induction vector, links between D, E, P, ε, ε_0, ε_r, χe |
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!! (all this for E stationary, but in "beyond, we indicate that it will depend on the frequency |
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!! of field E => N4) |
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!! |
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!! *Idée* : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il |
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!! reste une description de ce thème au niveau 2 |
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!! *Idea* : it is for everyone at level 3. If it is too detailed for some, it is |
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!! remains a description of this theme at level 2 |
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!! |
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!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!! |
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!! *Pour qui ?* tous au niveau 3 |
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!! *For whom?* All at level 3. |
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!!!! *BLOC ELMAG3-7* |
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!!!! *BLOCK ELMAG3-7* |
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!!!! *Titre possible* : Les milieux diélectriques 2 (soumis à Eext stationnaire) |
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!!!! *Possible title* : Dielectric media 2 (subjected to stationary Eext) |
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!!!! |
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!!!! *Description succincte :* Théorème de Gauss (intégral et local) exprimé |
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!!!! avec E, puis avec D |
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!!!! *Short description* : Gaussian theorem (integral and local) expressed |
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!!!! with E, then with D |
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!!!! |
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!!!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!!!! *Program elements, or structuring in chapters* : |
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!!!! |
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!!!! *Pour qui ?* physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell |
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!!!! dans la matière et aux interfaces |
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!!!! *For whom?* : Physicists and others who will have to master Maxwell's equations |
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!!!! in matter and at interfaces |
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!! *BLOC ELMAG3-8* |
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!! *BLOCK ELMAG3-8* |
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!! *Titre possible* : Les condensateurs (soumis à E stationnaire) |
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!! *Possible title* : Capacitors (subject to stationary E) |
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!! *Description succincte :* Conducteurs en influence totale - condensateurs |
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!! - capacité - avec et sans diéléctrique - série et en parallèle - énergie - et ? |
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!! *Short description* : Conductors in total influence - capacitors |
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!! - capacity - with and without dielectric - series and in parallel - energy - and? |
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!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* : |
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!! *Program elements, or structuring in chapter* : |
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!! *Pour qui ?* tous au niveau 3 |
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!! *For whom?* : All at level 3. |
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