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Electrmagnetismo
Schéma conceptuel de l'électromagnétisme
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Un ensemble D de particules chargées en mouvement appelé distribution $
(\rho, \overrightarrow{j})$ de charges et de courants observé dans un référentiel donné, créé dans ce référentiel un champ électromagnétique $(\overrightarrow{E},\overrightarrow{B})$. -
Le lien entre les charges mobiles et le champ électromagnétique est précisé par les quatre équations de Maxwell. Quantifié par le concept de photon, il transporte et échange énergie et quantité de mouvement.
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Ce champ électromagnétique se propage dans l'espace vide à la vitesse de la lumière $
c$ à la valeur exacte $299\,792\,458\;m\,s^{-1}$. Cette vitesse $c$ de propagation, indépendammente du référentiel d'observation, est une constante fondamentale de la nature. -
Toute particule de charge $
q$ de D et de vitesse $\overrightarrow{v}$ positionnée en $\overrightarrow{r}$ à l'instant $t$ ressent les valeurs particulières $\overrightarrow{E}(\overrightarrow{r},t),\overrightarrow{B}(\overrightarrow{r},t)$ du champ électromagnétique et subit la force de Lorentz $\overrightarrow{F}_{Lor} = q \; (\overrightarrow{E}+\overrightarrow{v}\land\overrightarrow{B})$. -
Les lois de la mécanique, avec notamment $
\overrightarrow{F}=\dfrac{\overrightarrow{dp}}{dt}$ avec $\overrightarrow{p}=m\;\overrightarrow{v}$ (les grandeurs étant prises dans la cadre classique de Newton ou celui de la relativité restreinte d'Einstein) appliqués à toute charge, permettent de déterminer l'évolution dans le temps de la distribution de charges et de courants $(\rho, \overrightarrow{j})$, qui permet en retour de calculer l'évolution dans le temps du champ électromagnétique $(\overrightarrow{E},\overrightarrow{B})$.
Domaine de validité
Domaine d'intervention et domaine d'application
Un bref historique
Guide d'apprentissage au niveau contreforts
La maîtrise nouvelle de l'électromagnétisme au niveau contreforts necessite de se familiariser avec les concepts macroscopiques de :
- variation d'un champ scalaire entre deux points de l'espace.
- flux d'un champ vectoriel à travers une surface de l'espace.
- circulation d'un champ vectoriel le long d'un chemin de l'espace.
et leur équivalents mésoscopiques définis en tout point de l'espace et traduits par les concepts mathématiques, respectivement :
- vecteur gradient $
\overrightarrow{grad}\;V$ d'un champ scalaire $V$. - divergence $
div\,\overrightarrow{X}$ d'un champ vectoriel $\overrightarrow{X}$ - rotationnel $
\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{X}$ d'un champ vectoriel $\overrightarrow{X}$
les équations de Maxwell couplent le champ électrique et le champ magnétiqueblablabla