Travaux dirigés d'électrostatique et magnétostatique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Champ magnétostatique

Nathalie Van De Wiele

Description

Série de travaux dirigés d'électrostatique et magnétostatique, avec réponses, basée sur le programme de physique de 1ère année de CPGE voie PCSI en vigueur de 1995 à 2003. Ce module est composé de 4 activités : (1) Champ et potentiel électrostatiques (2) Flux du champ électrostatique, théorème de Gauss, dipôle électrostatique (3) Champ magnétostatique (4) Circulation du champ magnétostatique, théorème d'Ampère dipôle magnétique

Sujets

• Classe préparatoire aux grandes écoles
• Cours
• Public Readiness and Emergency Preparedness Act
• exercices

Informations

• Publié par: exercices-cpge
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 343
• Licence : En savoir +
  Paternité, pas d'utilisation commerciale, partage des conditions initiales à l'identique
• Langue: Français

Extrait

Nathalie Van de Wiele - Physique SupPCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice Série d’exercices 31 SERIE D’EXERCICES N°31 : CHAMP MAGNETOSTATIQUE     Distributions de courants.   Exercice 1 : spire portant un courant filiforme d’intensité I .  Soit une spire de rayon a et d’axe (Oz) parcourue par un courant d’intensité I . Quelles sont les symétries et invariances de cette distribution ?

      Exercice 2 : cylindre avec cavité portant une densité volumique de courants.  Un cylindre infini à base circulaire est parcouru par un courant volumique uniforme parallèle à ses génératrices. Dans ce cylindre existe une cavité cylindrique à base circulaire et de génératrices parallèles au cylindre précédent. Etudier les symétries et invariances de cette répartition de courants.

Champ magnétostatique.    Exercice 3 : champ créé par une spire circulaire sur son axe.  1. Calculer le champ magnétostatique créé par une spire de rayon R , parcourue par un courant d’intensité I , en un point M de son axe (Ox) , la spire étant vue sous l’angle a . depuis M 2. Interpréte c Maple :

    

1

             Lignes de champ magnétique d’une spire.  Champ sur l’axe d’une spire.    Exercice 4 : bobines de Helmholtz.   1. Une bobine circulaire de centre O , d’axe (Ox) et de rayon R comporte N spires parcourues par un courant d’intensité I . On négligera l’épaisseur des spires. Soit r ¾¾ ® B=B u x  M d’abscisse x de le champ magnétique en un point B , et (Ox) l’axe 0    l’intensité du champ au centre O de la bobine. Exprimer  y =  B B 0  u en fonction de .  OM = R Tracer la courbe y (u) et placer les points d’inflexion. 2. Deux bobines identiques à la précédente, de centres O 1  O et 2  , sont Idans le même sens par un courant d’intensité, et parcourues disposées sur le même axe (Cx) , C étant le milieu de O 1 O 2 . O 1 O 2  R a la valeur . Exprimer  y’ =  B   en fonction de  u’ =  C R M  . Calculer  B (O 1 ) , B (C) , B (O 2 ) . B 0 Un calcul montre que le champ est constant au millième près le long de l’axe pour - 0,17 R < CM < + 0,17 R on obtient avec Maple et   les représentations suivantes :  

  

       Lignes de champ des bobines de Helmholtz.

Champ sur l’axe des bobines.