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Livre

Électricité et magnétisme

Résumé

Manuel présentant les lois fondamentales qui régissent les phénomènes physiques. Ce volume traite les sujets suivants : loi de Coulomb, champ électrique, théorème de Gauss, potentiel électrique, condensateurs, circuits électriques, champ magnétique, loi de Biot-Savart, theorème d'Ampère, loi de Faraday, inductance.


  • Contributeur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • DL 2010
  • Notes
    • Index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (XIX-556 p.) : ill. en noir et en coul., couv. ill. ; 28 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-8041-6190-3
  • Indice
  • Quatrième de couverture
    • Physique XXI réinvente le manuel de physique en offrant un outil vraiment convivial au lecteur désireux de comprendre et de maîtriser les lois fondamentales qui régissent les phénomènes physiques. Grâce à sa structure modulaire et flexible, à la clarté de ses démonstrations, à la pertinence des situations concrètes analysées et à la rigueur de la présentation des solutions, cet ouvrage se révèle un véritable partenaire pédagogique, tant pour les élèves que pour les professeurs.

      Une structure simple, modulaire et flexible

      Les quatre ou cinq chapitres de chacun des trois tomes sont divisés en sections courtes qui contiennent toutes un glossaire, des questions conceptuelles et des exercices, ce qui permet au lecteur d'évaluer sa compréhension de chaque sujet avant de passer au suivant. Un organigramme placé au début de chaque chapitre montre les liens entre les sections, rendant possibles des parcours adaptés aux besoins de chacun.

      Une approche concrète, des solutions complètes

      Les sections sont bâties autour de l'analyse détaillée de mises en situations concrètes. On décrit souvent les situations avant de présenter la théorie nécessaire pour les analyser, rendant ainsi explicites les raisons qui motivent l'introduction de nouveaux éléments de théorie. Les analyses des situations sont très détaillées afin de permettre au lecteur d'apprendre à construire des solutions rigoureuses : les schémas qui doivent accompagner une solution complète sont systématiquement présentés, et on n'omet aucune des étapes logiques et algébriques qui permettent d'obtenir les réponses.

      Une iconographie riche et intégrée

      Les illustrations et les photos sont étroitement intégrées au texte : plusieurs situations et exercices sont basés sur des photos. Les démonstrations et les solutions particulièrement complexes s'appuient sur plusieurs schémas détaillés qui montrent chacune des étapes de l'analyse.

      Des outils de révision et de synthèse

      À la fin de chaque chapitre figurent des fiches de synthèse qui exposent de manière schématique les liens principaux reliant les concepts du chapitre, ainsi que des exercices de révision et de synthèse. À la fin du livre se trouve une annexe mathématique complète et détaillée qui permet au lecteur de réviser les notions mathématiques importantes en physique.


  • Tables des matières
      • Électricité et Magnétisme

      • De boeck

      • Introduction 1
      • Chapitre 1 Champ électrique 5
      • 1.1 La charge électrique 7
      • La charge électrique et la force électrique8
      • Le coulomb9
      • Le principe de conservation de la charge10
      • La charge par contact11
      • La quantification de la charge12
      • Tableau : Charge électrique12
      • Isolants et conducteurs13
      • L'induction électrostatique14
      • L'attraction entre un objet chargé et un objet neutre14
      • La charge par induction électrostatique15
      • La foudre17
      • 1.2 La loi de Coulomb 21
      • La superposition des forces électriques23
      • Méthode de résolution : La superposition des forces25
      • La force électrique, la force gravitationnelle et la force nucléaire25
      • L'équilibre statique d'une particule soumise à une force électrique27
      • 1.3 La définition du champ électrique 31
      • Tableau : Champ électrique34
      • 1.4 Le champ électrique généré par une particule chargée 37
      • L'orientation du champ électrique38
      • Le champ électrique à l'extérieur d'une distribution de charge possédant une symétrie sphérique40
      • La force électrique, le champ électrique et le vecteur unitaire radial41
      • 1.5 Le champ électrique généré par plusieurs particules 43
      • Erreurs conceptuelles fréquentes : Force et champ électriques46
      • À quel endroit la superposition est-elle nulle ?48
      • Les lignes de champ électrique49
      • 1.6 Les dipôles électriques 55
      • Le dipôle électrique idéalisé56
      • L'importance du moment dipolaire électrique59
      • 1.7 Le champ électrique généré par une TRIUC 61
      • 1.8 Le champ électrique d'une tige par intégration 65
      • Le champ électrique généré par un arc de cercle chargé73
      • Les tiges non uniformément chargées74
      • Méthode de résolution : Le calcul du champ électrique par intégration76
      • 1.9 Le champ électrique généré par une PPIUC 79
      • 1.10 Le champ électrique d'une plaque par intégration 85
      • Le champ d'une PPIUC à partir du champ d'une TRIUC85
      • Le champ d'une PPIUC à partir du champ d'un anneau89
      • Le champ électrique d'une distribution sphérique de charge92
      • 1.11 Le théorème de Gauss 97
      • Le flux électrique97
      • Le théorème de Gauss100
      • La démonstration des équations de la TRIUC et de la PPIUC101
      • Le champ électrique généré par une distribution sphérique de charge104
      • La définition générale du flux électrique106
      • Méthode de résolution : La détermination du champ électrique à l'aide du théorème de Gauss108
      • 1.12 Les conducteurs en équilibre électrostatique 111
      • La cage de Faraday115
      • 1.13 Le champ électrique à proximité d'un conducteur 117
      • Démonstration de l'équation du module du champ électrique à proximité d'un conducteur119
      • 1.14 Le mouvement d'une particule dans un champ électrique uniforme 123
      • 1.15 Une brève histoire de la force électrique 128
      • 1.16 Synthèse du chapitre 131
      • Chapitre 2 Potentiel électrique 137
      • 2.1 L'énergie potentielle électrique d'un système de particules chargées 139
      • L'énergie potentielle électrique d'un système de N particules142
      • 2.2 Le potentiel électrique généré par des particules chargées 145
      • Tableau : Potentiel électrique146
      • Le potentiel électrique généré par une particule chargée147
      • Les surfaces équipotentielles et la superposition des potentiels148
      • La représentation du potentiel par un graphique V(x, y)153
      • L'électronvolt154
      • 2.3 Le mouvement d'une particule chargée sous l'effet d'autres particules chargées 159
      • Le travail nécessaire pour déplacer une particule164
      • 2.4 La différence de potentiel dans un champ électrique uniforme 167
      • 2.5 Les relations générales entre le potentiel et le champ électrique 175
      • La variation du potentiel électrique dans un champ électrique quelconque176
      • La détermination du champ électrique à partir du potentiel électrique179
      • 2.6 Le potentiel électrique par intégration 183
      • 2.7 Le potentiel électrique et les conducteurs 189
      • L'effet de pointe191
      • 2.8 Les condensateurs 195
      • La capacité d'un condensateur196
      • Tableau : Capacité198
      • Charger un condensateur à l'aide d'une pile199
      • L'énergie emmagasinée dans un condensateur200
      • La densité d'énergie dans un champ électrique201
      • Les diélectriques202
      • 2.9 Synthèse du chapitre 207
      • Chapitre 3 Circuits électriques 211
      • 3.1 L'électromotance, le courant et la résistance 213
      • L'électromotance215
      • Le courant électrique216
      • Tableau : Courant électrique217
      • La résistance218
      • Les résisteurs218
      • Tableau : Résistance219
      • La loi d'Ohm219
      • Erreurs conceptuelles fréquentes : Piles et courant220
      • 3.2 La résistivité 223
      • Tableau : Résistivité226
      • 3.3 La vitesse de dérive 229
      • 3.4 La puissance électrique 235
      • Analogie mécanico-gravitationnelle d'un circuit pile-résisteur237
      • Le kilowatt-heure238
      • La physique de la bouilloire238
      • 3.5 Les lois de Kirchhoff 243
      • La loi des noeuds de Kirchhoff244
      • La loi des mailles de Kirchhoff245
      • La méthode générale de Kirchhoff246
      • 3.6 La résistance équivalente 253
      • La résistance équivalente en série254
      • La résistance équivalente en parallèle254
      • Les circuits comportant des résisteurs en série et en parallèle256
      • La résistance équivalente et l'équation R = pl / A259
      • 3.7 La mise à la terre 263
      • La mise à la terre264
      • Le potentiel dans une branche ouverte267
      • Le retour des résisteurs court-circuités269
      • 3.8 Les instruments de mesure 271
      • L'ohmmètre272
      • L'ampèremètre et le voltmètre272
      • 3.9 Les piles réelles 277
      • 3.10 Le diviseur de tension et le diviseur de courant 283
      • Le diviseur de tension283
      • Le diviseur de courant284
      • 3.11 L'électricité domestique et le courant alternatif 287
      • L'électromotance et le courant efficaces288
      • Les lignes de transmission291
      • L'électricité résidentielle292
      • Le danger des chocs électriques293
      • 3.12 La charge et la décharge d'un condensateur 297
      • La décharge d'un condensateur299
      • La charge d'un condensateur302
      • Les circuits comportant des condensateurs non chargés ou complètement chargés306
      • 3.13 La capacité équivalente 311
      • La capacité équivalente en parallèle311
      • La capacité équivalente en série313
      • 3.14 Le champ électrique dans un circuit 319
      • Le champ électrique et la densité de courant320
      • L'origine du champ électrique dans un circuit322
      • 3.15 Une brève histoire des circuits électriques 324
      • 3.16 Synthèse du chapitre 327
      • Chapitre 4 Force magnétique 333
      • 4.1 Le champ magnétique 335
      • Les pôles magnétiques336
      • La détermination de l'orientation du champ magnétique338
      • La détermination du module du champ magnétique339
      • Le champ magnétique en perspective344
      • Tableau : Champ magnétique344
      • 4.2 La trajectoire d'une particule dans un champ magnétique 347
      • Le mouvement hélicoïdal349
      • Le cyclotron351
      • Le sélecteur de vitesse352
      • Le spectromètre de masse353
      • 4.3 La force sur un fil dans un champ magnétique uniforme 357
      • La force sur un fil rectiligne dans un champ magnétique uniforme357
      • La force sur un fil non rectiligne dans un champ magnétique uniforme360
      • 4.4 L'effet Hall 363
      • 4.5 Le moment de force magnétique 367
      • Le moment dipolaire magnétique369
      • Un moteur électrique rudimentaire371
      • 4.6 Le champ magnétique généré par un long fil rectiligne 375
      • Le champ magnétique généré par un fil rectiligne «infini»376
      • La superposition des champs magnétiques377
      • La force magnétique entre deux fils rectilignes378
      • La définition de l'ampère379
      • La force magnétique par intégration380
      • 4.7 La loi de Biot-Savart et le champ magnétique généré par un fil rectiligne fini 384
      • La forme vectorielle de la loi de Biot-Savart387
      • 4.8 Le champ magnétique généré par une boucle de courant 389
      • La loi de Biot-Savart appliquée à une boucle de courant391
      • Le champ magnétique généré par une fraction de boucle394
      • 4.9 Le champ magnétique généré par un solénoïde 397
      • Le champ magnétique à l'intérieur d'un long solénoïde398
      • La démonstration de l'équation du solénoïde398
      • 4.10 Le théorème d'Ampère 401
      • La circulation magnétique401
      • Le théorème d'Ampère402
      • La définition générale de la circulation magnétique404
      • 4.11 Les aimants permanents 407
      • Aimants naturels et aimants induits409
      • Les pôles magnétiques d'une boucle parcourue par un courant410
      • 4.12 Une brève histoire de la force magnétique 412
      • 4.13 Synthèse du chapitre 415
      • Chapitre 5 Induction électromagnétique 419
      • 5.1 La loi de Lenz 421
      • Un cadre qui traverse une région de champ magnétique uniforme422
      • Le générateur linéaire : un cadre dont l'aire varie423
      • Un aimant permanent qui s'approche ou s'éloigne d'un cadre424
      • Les pôles magnétiques induits425
      • 5.2 La loi de Faraday 429
      • La définition du flux magnétique429
      • La loi de Faraday430
      • Le champ électrique induit et la formulation générale de la loi de Faraday435
      • 5.3 L'électromotance induite dans une tige 440
      • Un cadre qui traverse une région de champ magnétique uniforme, prise 2443
      • 5.4 Le moteur linéaire 445
      • 5.5 Le transformateur 451
      • 5.6 Les inducteurs 455
      • L'inductance d'un long solénoïde457
      • L'énergie emmagasinée dans un inducteur459
      • La densité d'énergie dans un champ magnétique460
      • 5.7 La croissance et la décroissance du courant dans un circuit RL 463
      • La croissance du courant464
      • La décroissance du courant466
      • 5.8 Les oscillations des circuits LC et RLC 469
      • Les oscillations d'un circuit RLC475
      • 5.9 La réactance 479
      • Un condensateur alimenté par une source de tension alternative480
      • Un inducteur alimenté par une source de tension alternative482
      • Le filtrage des hautes ou des basses fréquences483
      • 5.10 Les circuits RLC alimentés par une tension alternative 486
      • La résonance dans un circuit RLC en série489
      • Les vecteurs de Fresnel et les circuits RLC490
      • 5.11 Les équations de Maxwell 495
      • L'équation de Maxwell-Ampère497
      • Les ondes électromagnétiques499
      • 5.12 Synthèse du chapitre 501
      • Annexe générale 507
      • G1 L'alphabet grec 507
      • G2 Le système international d'unités 507
      • G2.1 Les préfixes du système international507
      • G2.2 Les unités fondamentales du système international507
      • G2.3 Les unités dérivées du système international507
      • G2.4 Les unités du SI utilisées dans cet ouvrage508
      • G3 Les constantes universelles 508
      • G4 Données d'usage fréquent 509
      • G5 Les propriétés des matériaux 509
      • G6 Les principaux isotopes des éléments 510
      • G7 Les chiffres significatifs 512
      • Annexe mathématique 513
      • Relations mathématiques d'usage fréquent 513
      • M1 Les opérations de base 514
      • M1.1 L'addition, la soustraction, la multiplication et la division514
      • M1.2 Les systèmes d'équations514
      • M1.3 Le zéro et l'infini515
      • M2 Les exposants et la notation scientifique 515
      • M2.1 Les exposants515
      • M2.2 Exposants nuls et négatifs516
      • M2.3 La notation scientifique516
      • M2.4 Exposants non entiers et racine carrée516
      • M2.5 La multiplication des binômes516
      • M2.6 Les solutions de l'équation quadratique516
      • M3 Les logarithmes 517
      • M3.1 Le logarithme en base 10517
      • M3.2 Le logarithme naturel518
      • M3.3 Les identités logarithmiques518
      • M4 La géométrie de base 518
      • M4.1 Les angles518
      • M4.2 Les triangles et les quadrilatères519
      • M4.3 Le cercle et la sphère520
      • M4.4 L'équation d'une droite520
      • M5 Les fonctions trigonométriques 520
      • M5.1 La définition du sinus et du cosinus520
      • M5.2 Valeurs particulières du sinus et du cosinus521
      • M5.3 Les signes du sinus et du cosinus521
      • M5.4 Les autres fonctions trigonométriques522
      • M5.5 Les fonctions trigonométriques inverses523
      • M5.6 Les identités trigonométriques524
      • M5.7 Les lois des sinus et des cosinus526
      • M6 Les approximations utiles 526
      • M6.1 L'approximation du binôme526
      • M6.2 Les approximations du petit angle527
      • M6.3 L'approximation du triangle isocèle mince527
      • M7 Les vecteurs 527
      • M7.1 Les vecteurs et les scalaires527
      • M7.2 L'addition graphique des vecteurs528
      • M7.3 Les composantes d'un vecteur528
      • M7.4 La multiplication d'un vecteur par un scalaire528
      • M7.5 Les vecteurs unitaires (...) et (...)528
      • M7.6 La forme polaire et la forme cartésienne529
      • M7.7 De la forme polaire à la forme cartésienne529
      • M7.8 De la forme cartésienne à la forme polaire530
      • M7.9 Le module d'un vecteur en trois dimensions530
      • M7.10 L'addition et la soustraction des vecteurs530
      • M7.11 L'écriture des vecteurs531
      • M8 Le produit scalaire 531
      • M9 Le produit vectoriel 531
      • M10 La dérivée 532
      • M10.1 La définition de la dérivée532
      • M10.2 Les règles de dérivation533
      • M11 L'intégrale 534
      • Réponses des exercices 536
      • Index 553

  • Origine de la notice:
    • BNF
  • Disponible - 537.6 SEG

    Niveau 2 - Sciences