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| Ejemplo de una posible estructura sobre el tema "Electromagnetismo" | true | true | false | {slug structure-example-123-electromagnetism} {order 3}] [{slug structure-example-234-electromagnetism} {order 2} |
$\def\oint{\displaystyle\mathop{{\int}\mkern-16mu \scriptsize \bigcirc}}$
Consejos para pensar en la estructuración de este nivel 3
Este es el equivalente al primero o dos años de universidad. Hay un gran salto con el nivel inferior. Pero no estamos limitados a varias horas o páginas. Podemos hacer una progresión tranquila y controlada. incluso dentro de este nivel 3.
El bachillerato no es homogéneo, hay sectores, especialidades y opciones, y además Los programas también varían según el país y la hora. Ciertas herramientas matemáticas el nivel N3 ya se puede ver en la escuela secundaria. Por el contrario, es posible que ciertos temas de nuestro nivel N2, no se ven en la escuela secundaria. Piensa en estos niveles 2 y 3 libremente y sin referencias principales.
Incluso dentro de un nivel, tienes que ser muy progresivo, tenemos el espacio para eso. La brecha no debe ser demasiado grande de un nivel a otro, para no desmotivar los estudiantes.
Los bloques
En este nivel 3, los bloques son importantes porque permiten diferenciar los estudiantes. Por ejemplo, podemos hacer un bloque electrostático para estudiantes que deseen detenerse en este nivel 3 en electromagnetismo. Esto podría ser un bloque con solo cálculos directos y la noción de dipolo eléctrico. Pero sin los teoremas de Gauss y el operador de divergencia, que se pondrá en otro bloque para estudiantes que deben preparar el dominio de las ecuaciones de Electromagnetismo de Maxwell en el nivel 4.
Posteriormente podemos asociar unos metadatos en el archivo, para seleccionar ciertos bloques y ofrecer circuitos educativos específicos según los deseos del alumno.
Utilice los bloques para apuntar a las diferentes especialidades previas dentro de de este nivel 3.
Nota: Un bloque, que puede contener varios capítulos y muchas figuras, se puede bastante pesado, pero la estimación es que un bloque mostrado en un modo de presentación, se muestra relativamente rápido en 4G (incluso sin conexión wifi). Un bloque coincidirá lo más probable es que a 1 página web M3P2, de lo contrario 2 o 3.
Bloques codificados por colores en este paso de diseño:
!! BLOQUE: todos los estudiantes que ingresan a este nivel 3
!!!! BLOQUEAR estudiantes que deberán dominar el electromagnetismo de Maxwell en el nivel 4
Un ejemplo de qué hacer en términos de estructura: nivel 3
!! BLOQUE ELMAG3-1
!!
!! Título posible : Diagrama conceptual del electromagnetismo
!!
!! Breve descripción :
!! Introducción a los niveles 3 y 4 de la enseñanza del electromagnetismo.
!! destinado a físicos y otras personas que necesiten dominar las ecuaciones de Maxwell.
!! Y una guía de aprendizaje de los niveles 3 y 4.
!!
!! Elementos del programa, o estructuración en capítulos :
!! * dar una visión general del electromagnetismo, el ciclo:
!! cargas en movimiento
!! $=$ (4 ecuaciones de Maxwell) $\ Longrightarrow$
!! Fuerzas de Lorentz sobre cargas
!! $=$ (Dinámico $\overrightarrow{dp} = \overrightarrow{F}.dt) \Longrightarrow$
!! modificación del movimiento de cargas.
!! * área de validez
!! * breve historia
!! * guía de aprendizaje para el nivel 3 y bloques para todos en el nivel 4 :
! por qué primer electrostato, magnetosta,
!! por qué la herramienta matemática divergencia, rotacional, etc ...,
!! diferencia entre electromag en el vacío y en la materia (promedios de los campos
!! en volúmenes mesoscópicos), ...
!!
!! ¿Para quién? Todos, en este nivel 3.
!! BLOQUE ELMAG3-2 !! !! Título posible : Introducción a los fenómenos electromagnéticos !! !! Breve descripción : Una visión general de los fenómenos electromagnéticos. !! del nivel N3, privilegiando el estudio fenomenológico con la herramienta matemática !! nivel N3 privado de divergencia y herramientas rotacionales (podemos citarlas y dar !! significado intuitivo, pero no vayas más lejos) necesario para !! El electromagnetismo de Maxwell. !! !! Elementos del programa, o estructuración en capítulos : !! Las causas del campo eléctrico (estática: cargas; y variable: variable B, !! por lo tanto, en particular, corrientes variables, corrientes en movimiento e imanes). !! Las causas del campo magnético (estático: corrientes constantes; y variable E variable, !! por lo tanto, en particular, corrientes variables, corrientes en movimiento e imanes). !! !! ¿Para quién? ¿Para quién? todos (física, biología, ecología, etc.) en el nivel N3.
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!! BLOC ELMAG3-3 !! !! Titre possible : Electrostatique dans le vide : calculs directs !! !! Description succincte : Electrostatique : E et V, avec relation intégrale (circulation) !! et locale (gradient) entre E et V. Calculs directs de E créé par des charges, et !! de F induit par E sur des charges, introduction au dipôle électrique !! (force et moment qui s'exerce sur lui, et champ E qu'il créé à grande distance). !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous (physique, biologie, écologie, etc…) de niveau N3.
!!!! BLOC ELMAG3-4
!!!!
!!!! Titre possible : Electrostatique dans le vide : premiers pas vers les équations de Maxwell
!!!!
!!!! Description succincte : Théorème de Gauss (intégral et local) et tout l'outil
!!!! conceptuel et mathématique associé : symétries, vecteurs et pseudo vecteurs, divergence,
!!!! rotationnel, laplacien, équation de Poisson
!!!!
!!!! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre :
!!!! établir au final $div\overrightarrow{E}=\rho/\epsilon_0$, mais aussi
!!!! $\overrightarrow{rot}\overrightarrow{E}=\overrightarrow{0}$
!!!! et $\Delta V = \rho/\epsilon_0$
!!!!
!!!!
!!!! Pour qui ? physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell.
!! BLOC ELMAG3-5 !! !! Titre possible : Les milieux conducteurs (soumis à E stationnaire) !! !! Description succincte : milieux conducteur & semiconducteurs, charges liées !! ET présence de charges libres, vitesse thermique. !! Matériaux (solide) cond. et semi-cond soumis à E stationnaire : vitesse de dérive, notion de trou !! Cond. participant à circuit conducteur fermé : vecteur densité volumique de courant, !! puis surfacique, intensité, résistivité-conductivité (prop locale) et résistance, !! Loi d'Ohm (locale et intégrale), équationd de conservation de la charge (tous voient !! ou revoient ici la divergence) !! Cond. isolé : champ électrique exterieur/interne/total, transitoire : champ E extérieur => charges libres !! en surface, équilibre => Etotal=0 => équipotentielle & densité volumique de charge nulle !! (justification phénoménologique, et par Th Gauss cité pour tous) !! vers cage de Faraday et ondes EM (même si c'est E variable) !! !! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il !! reste une description de ce thème au niveau 2 !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!! BLOC ELMAG3-6 !! !! Titre possible : Les milieux diélectriques 1 (soumis à Eext stationnaire) !! !! Description succincte : Description succincte : milieu diélectrique, moment dipolaire !! électrique, phénomènes à l'origine des moments dipolaires, vecteur polarisation, !! polarisation électronique, atomique et d'orientation, relation E et P, milieux LHI : !! susceptibilité, polarisation uniforme, non uniforme, densité volumique de charges !! de polarisation, densité surfacique de charges de polarisation, interface diélectrique/conducteur !! avec diélectrique isotrope/anisotrope, vecteur induction électrique, liens entre D, E, P,ε, ε_0, ε_r, χe !! (tout cela pour E stationnaire, mais dans "au-delà, on indique que cela dépendra de la fréquence !! du champ E =>N4) !! !! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il !! reste une description de ce thème au niveau 2 !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!!!! BLOC ELMAG3-7 !!!! !!!! Titre possible : Les milieux diélectriques 2 (soumis à Eext stationnaire) !!!! !!!! Description succincte : Théorème de Gauss (intégral et local) exprimé !!!! avec E, puis avec D !!!! !!!! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !!!! !!!! !!!! Pour qui ? physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell !!!! dans la matière et aux interfaces
!! BLOC ELMAG3-8 !! !! Titre possible : Les condensateurs (soumis à E stationnaire) !! !! Description succincte : Conducteurs en influence totale - condensateurs !! - capacité - avec et sans diéléctrique - série et en parallèle - énergie - et ? !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!! BLOC ELMAG3-9
!!
!! Titre possible : Magnétostatique dans le vide : calculs directs
!!
!! Description succincte : B (induction) et, H!(excitation) et calculs directs
!! divers,
!! Les causes du champ magnétique, calculs directs de B/H (fil infini et
!! que peut-on dire de B/H créé par une nappe de courant, par boucle de courant circulaire
!! en un point de son axe, et loin de la boucle (analogie avec E, car pas B=rotA), et
!! invariance par rapport à la forme exacte de la boucle dans son plan. Notion de
!! dipôle magnétique.
!! Les effets de B : calculs de forces induites par B, entre 2 conducteurs rectilignes
!! infinis parcouru par I cst, force et moment exercés par B sur une boucle circulaire
!! rigide de courant, vers l'action d'un B sur un dipôle magnétique.
!!
!! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il
!! reste une description de ce thème au niveau 2
!!
!! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre :
!!
!! Pour qui ? tous au niveau 3
!!!! BLOC ELMAG3-10
!!!!
!!!! Titre possible : Magnétostatique dans le vide : premiers pas vers les équations
!!!! de Maxwell
!!!!
!!!! Description succincte : Théorème d'Ampères (intégral et local) et tout l'outil
!!!! conceptuel et mathématique divergence, rotationnel, nécessaire aux équations de
!!!! Maxwell , B = rot (A), lien entre A et j, retour sur champ B/H créé par boucle
!!!! circulaire de courant loin ed la boucle.
!!!!
!!!! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre :
!!!! établir au final $rot\overrightarrow{H}=\overrightarrow{j}$ /
!!!! $rot\overrightarrow{B}=\mu_0\overrightarrow{j}$ ET $\oint \overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dS}=0$,
!!!! Pointer la différence entre $\displaystyle\int$ et $\oint$ : cas du champ magnétique.
!!!!
!!!! Pour qui ? physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell.
!! BLOC ELMAG3-11 !! !! Titre possible : Les milieux magnétique 1 (soumis à Bext stationnaire) !! !! Description succincte : milieux magnétiques, moment magnétiques : orbital et de spin, !! aimantation M, aimantation : approche ampérienne à ce niveau N3, !! aimantation non uniforme => vecteur densité volumique de courants d'aimantation , !! uniforme/non uniforme => vecteur densité surfacique de courant d'aimantation, !! paramagnétisme/diamagnétisme/ferromagnétisme. !! liens entre H, B, M ,μ, μ_0, μ_r, χ_m, dans milieux LHI ou non !! !! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il !! reste une description de ce thème au niveau 2 !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!!!! BLOC ELMAG3-12 !!!! !!!! Titre possible : Les milieux magnétique 2 (soumis à Bext stationnaire) !!!! !!!! Description succincte : théorème d'Ampère en fonction de B , puis de H !!!! !!!! Pour qui ? physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell !!!! dans la matière et aux interfaces
!! BLOC ELMAG3-13
!!
!! Titre possible : Phénomènes d'induction électromagnétique : premiers pas
!!
!! Description succincte : Pour ceux qui en resteront à ce niveau 3, sans atteindre
!! les équations de Maxwell.
!!
!! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre :
!! le couplage électromagnétique,
!! force électromotrice $e=-d\Phi/dt$ et conséquences.
!!
!! Pour qui ? tous au niveau 3
!! BLOC ELMAG3-14 !! !! Titre possible : Les ondes électromagnétiques : premiers pas !! !! Description succincte : Pour ceux qui en resteront à ce niveau 3, sans atteindre !! les équations de Maxwell. !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! Description des ondes électromagnétiques. !! En lien très fort avec un autre thème à ouvrir !! sur les "ondes" à construire (les ondes en générales, qui se diversifieront au fur et à mesure que !! l'on monte dans les niveaux) !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!! BLOC ELMAG3-15 !! !! Titre possible : Selfs et transformateurs !! !! Description succincte : bobine=solénoïde=self - inductance - !! avec et sans noyau ferromagnétique - série et parallèle - énergie - et ? !! !! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il !! reste une description de ce thème au niveau 2 !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
!!!! BLOC ELMAG3-16
!!!!
!!!! Titre possible : Interfaces, diodes et transistors ?
!!!!
!!!! Description succincte :
!!!!
!!!! Pour qui ? physiciens, électroniciens, Télécoms
!! BLOC ELMAG3-17 !! !! Titre possible : Les circuits électriques !! !! Description succincte : Générateurs de tension, générateurs de courant, !! récepteurs. Lois de Kirchhoff, théorème de superposition, théorème de Thévenin, !! théorème de Norton. Relation de Millman. !! Les courants variables et les courants alternatifs dans !! l’approximation des régimes quasi–stationnaires. !! Régimes propres, régimes transitoires, constante de temps, régime forcé. !! Représentation de Fresnel, utilisation des complexes, puissance en alternatif, résonance. !! Utilisation des complexes, charge et décharge d’un condensateur, ponts en alternatif, !! circuits LC, RLC !! !! Idée : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il !! reste une description de ce thème au niveau 2 !! !! Eleménts de programme, ou structuration en chapitre : !! !! Pour qui ? tous au niveau 3
autres