PSI Brizeux Ch E1 L'électromagnétisme CHAPITRE E1 L'ÉLECTROMAGNÉTISME CHARGES ET COURANTS Charges ponctuelles et courants filiformes On sait depuis les expériences de Millikan que la charge électrique est quantifiée la plus petite charge existant étant celle de l'électron qui vaut en valeur absolue C A ce type de particules essentiellement microscopiques on peut donc associer un scalaire qui sera la charge notée q Rappelons enfin que la charge est algébrique le signe des charges ayant été fixé conventionnellement l'origine et conservative la charge globale d'un système isolé étant invariante Le modèle le plus simple de charge est la charge ponctuelle notée q occupant un point M de l'espace Ce modèle outre son irréalisme pose deux problèmes A des distances très faibles d'une particule chargée l'électromagnétisme dit classique n'est plus applicable On doit faire appel une théorie quantique Plus prosaïquement notre niveau d'étude le modèle introduit une singularité là où se trouve la charge le champ
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Niveau: Secondaire, Lycée
PSI Brizeux Ch. E1 L'électromagnétisme 1 CHAPITRE E1 L'ÉLECTROMAGNÉTISME 1. CHARGES ET COURANTS 1.1. Charges ponctuelles et courants filiformes On sait, depuis les expériences de Millikan, que la charge électrique est quantifiée, la plus petite charge existant étant celle de l'électron, qui vaut, en valeur absolue, 1,6 10-19 C. A ce type de particules, essentiellement microscopiques, on peut donc associer un scalaire qui sera la charge notée q. Rappelons enfin que la charge est algébrique, le signe des charges ayant été fixé conventionnellement à l'origine, et conservative, la charge globale d'un système isolé étant invariante. Le modèle le plus simple de charge est la charge ponctuelle, notée q, occupant un point M de l'espace. Ce modèle, outre son irréalisme, pose deux problèmes : - A des distances très faibles d'une particule chargée, l'électromagnétisme dit classique n'est plus applicable. On doit faire appel à une théorie quantique. - Plus prosaïquement, à notre niveau d'étude, le modèle introduit une singularité là où se trouve la charge : le champ ? E n'y est plus défini. Cette même singularité fait qu'une charge ne peut subir son propre champ. Quand on écrit alors qu'une charge placée dans un champ ? E subit la force ? F = qE , on doit préciser qu'il s'agit d'un champ extérieur : on exclut du champ total la contribution due à la charge elle-même.
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PSI Brizeux Ch. E1 L'électromagnétisme 1 CHAPITRE E1 L'ÉLECTROMAGNÉTISME 1. CHARGES ET COURANTS 1.1. Charges ponctuelles et courants filiformes On sait, depuis les expériences de Millikan, que la charge électrique est quantifiée, la plus petite charge existant étant celle de l'électron, qui vaut, en valeur absolue, 1,6 10-19 C. A ce type de particules, essentiellement microscopiques, on peut donc associer un scalaire qui sera la charge notée q. Rappelons enfin que la charge est algébrique, le signe des charges ayant été fixé conventionnellement à l'origine, et conservative, la charge globale d'un système isolé étant invariante. Le modèle le plus simple de charge est la charge ponctuelle, notée q, occupant un point M de l'espace. Ce modèle, outre son irréalisme, pose deux problèmes : - A des distances très faibles d'une particule chargée, l'électromagnétisme dit classique n'est plus applicable. On doit faire appel à une théorie quantique. - Plus prosaïquement, à notre niveau d'étude, le modèle introduit une singularité là où se trouve la charge : le champ ? E n'y est plus défini. Cette même singularité fait qu'une charge ne peut subir son propre champ. Quand on écrit alors qu'une charge placée dans un champ ? E subit la force ? F = qE , on doit préciser qu'il s'agit d'un champ extérieur : on exclut du champ total la contribution due à la charge elle-même.
- surface fermée vers l'extérieur du volume
- charge
- discontinuités du champ électromagnétique
- champ
- champ extérieur
- courant
- volume ? de l'espace
- intérieur de ?
- volume ?
PSI Brizeux
Ch. E1 L’électromagnétisme 1
C H A PIT R E E 1 L’ÉLECTROMAGNÉTISME
1. CHARGES ET COURANTS
1.1. Charges ponctuelles et courants filiformes
On sait, depuis les expériences de Millikan, que la charge électrique est quantifiée, la plus petite charge existant étant celle de l'électron, qui vaut, en valeur absolue, 1,6 10 -19 C. A ce type de particules, essentiellement microscopiques, on peut donc associer un scalaire qui sera la charge notée q. Rappelons enfin que la charge est algébrique , le signe des charges ayant été fixé conventionnellement à l'origine, et conservative , la charge globale d'un système isolé étant invariante. Le modèle le plus simple de charge est la charge ponctuelle, notée q, occupant un point M de l'espace. Ce modèle, outre son irréalisme, pose deux problèmes : - A des distances très faibles d'une particule chargée, l'électromagnétisme dit classique n'est plus applicable. On doit faire appel à une théorie quantique. - Plus prosaïquement, à notre niveau d'étude, le modèle introduit une singularité là où se trouve la charge : le champ n'y est plus défini. Cette même singularité fait qu'une charge ne peut subir son propre champ. Quand on écrit alors qu'une charge placée dans un champ subit la force , on doit préciser qu'il s'agit d'un champ extérieur : on exclut du champ total la contribution due à la charge elle-même. Le modèle le plus simple de courant est le courant filiforme circulant "le long" d'une courbe C, avec une intensité I. Il pose les mêmes problèmes que le modèle de la charge ponctuelle : - le champ n'est pas défini sur "le fil" - un élément de courant subissant une force de Laplace , doit être le champ "extérieur" à l'élément de courant , ce qui n'a aucun sens physique puisqu'il est impossible d'isoler le champ créé par l'élément lui-même. Pour toutes ces raisons, il est indispensable d'introduire un modèle plus adapté : le modèle volumique.
1.2. Charges et courants volumiques
1.2.1. Définition
Pour pouvoir appliquer le calcul différentiel mathématique, nous allons modéliser la charge contenue dans un petit volume δτ de l'espace entourant un point M. Il importe de remarquer qu'un tel volume, bien qu’i soit élémentaire au sens mathématique du terme, contiendra en général un
