Électricité
L'électricité décrit les charges électriques stationnaires ou en déplacement, les forces d'interaction auquelles elles sont soumises aussi bien que les champs électriques et magnétiques qu'elles engendrent.
Charges et courants
Charge électrique: propriété des corps d'exercer une force d'interaction due au champ électrique. La charge est une propriété de la matière.
Loi de Coulomb
La loi de Coulomb décrit la force d'interaction entre deux charges ponctuelles.
Courant électrique
Le courant électrique caractérise le déplacement de particules chargées à l'intérieur d'un milieu conducteur. Un courant électrique peut causer un échauffement de la matière des processus électrochimiques, aussi bien qu'une magnétisation.
Intensité du courant
C'est la charge par unité de temps.
Loi d'ampère
Loi d'ampère: les conducteurs parcourus par un courant produisent un champ magnétique grâce auquel ils interagissent.
Densité de courant électrique
La densité de courant est le courant par l'élément de surface.
Champ de courant
Le champ de courant électrique indique la densité de courant en tout point de l'espace.
Résistance électrique
La résistance électrique d'un conducteur détermine l'intensité du courant le traversant en fonction de la valeur de la tension qui est appliquée aux bornes de ce conducteur.
Loi d'ohm
Dans un conducteur ohmique, la tension u est proportionnelle au courant. Le facteur de proportionnalité est la résistance ohmique R.
Conductance électrique
C'est l'inverse de la résistance électrique.
Mobilité des porteurs de charges:
c'est la vitesse moyenne sur l'intensité du champ.
Champ électrique et magnétique
Champs électrique est le rapport de la force par la charge
Lignes de champ électrique
Les lignes de champ servent à visualiser le champ électrique dans l'espace.
La charge ponctuelle est une charge dont la dimension dans l'espace est infiniment petite.
Dipôle
ce sont deux charges ponctuelles placées à une distance r l'une de l'autre.
Le champ électrique d'une charge ponctuelle a pour intensité la charge par le carré de la distance.
Force
La force qui s'exerce sur une charge électrique placée dans un champs électrique est directement proportionnelle à la charge et à l'amplitude du champ électrique.
Tension électrique
La tension électrique entre deux points a et b représente le travail par l'unité de charge nécessaire pour déplacer une charge Q du point A u point B.
Potentiel électrique
Le potentiel est le travail par unité de charge, c'est le champ multiplié par la surface.
Différence de potentiel: tension entre A et B.
Flux du champ électrique
Le flux électrique mesure la quantité de champ électrique qui traverse la surface.
Le déplacement est égal à la permittivité multipliée par le champ électrique.
La capacité est égale à la charge par la tension.
Énergie
L'énergie dans un volume de l'espace est le résultat de l'intégration de la densité d'énergie sur ce volume.
L'énergie d'un conducteur plan chargé est proportionnelle au carré de la tension appliquée aux bornes du condensateur.
Champ magnétique
La magnétostatique traite des phénomènes causés par des courants continus sur leur environnement.
Le champ magnétique variant dans le temps se produit lorsqu'un conducteur transporte un courant dépendant du temps.
Magnétisme et charge en mouvement
Force de Lorentz
Le champ magnétique n'exerce une force que sur les charges en déplacement, la force est proportionelle à la vitesse des charges, à la grandeur de la charge, à la densité du flux magnétique et dépend de l'angle entre le vecteur vitesse et le vecteur densité de flux B.
La densité de flux magnétique est égale à la force maximale par la charge et la vitesse.
Propriété de la force de Lorentz
La force de Lorentz ne modifie pas la direction de la vitesse mais sa grandeur.
Une particule a une masse et une charge, placée dans un champ magnétique uniforme, perpendiculaire à sa vitesse, elle décrit une trajectoire circulaire de rayon R.
Si les champs électrique et magnétique sont parallèles entre eux, la trajectoire de la particule est une hélice autour de la direction du champ.
Le conducteur rectiligne de longueur parcouru par un courant et placé dans un champs magnétique est soumis à une force.
Magnétisme
Flux magnétique
Le flux magnétique est une grandeur scalaire qui mesure la densité de flux magnétique traversant une surface placée dans un champ magnétique.
Le flux magnétique au travers d'une surface fermée A est égal à Zéro.
Le flux magnétique au travers une surface perpendiculaire aux flux correspond à une densité de flux magnétique.
Le champ magnétique est l'induction magnétique par la perméabilité, la perméabilité c'est la possibilité du vide à avoir un champ magnétique.
Potentiel vecteur
La divergence de B est égale à zéro.
Le rotationnel de A est égal à B.
A est le potentiel vecteur.
Potentiel Magnétique
La différence de potentiel magnétique entre deux points A et B est égal à l'intégral du champ magnétique suivant le chemin s (circulation de H).
Résistance magnétique
Différence de potentiel magnétique par le flux magnétique.
Le flux magnétique
rotationnel de H est égal à la densité de courant B.
Loi de Biot-Savart permet le calcul de l'intensité du champ magnétique par des conducteurs filiformes de n'importe quelle géométrie.
Le magnétisme dans la matière
Diamagnétisme propriété de tous les matériaux. un comportement diamagnétisme ne peut être observé que s'il n'est pas couvert par un autre type de magnétisme.
Paramagnétisme s'observe lorsque le moment magnétique n'est pas compensé, ceci est le cas lorsque les niveaux électroniques des atomes ne sont pas complètement remplis.
Dans un champ magnétique, les moments magnétiques, qui à l'origine étaient orientés aléatoirement, vont s'aligner sur le champ.
Ferromagnetisme est génèré par l'alignement de la direction de magnétisation des domaines de Weiss dans la direction des champ.
La courbe de demagnetisation est non linéaire et la substance ferromagnetique conserve une aimantation rémanante après leur première aimantation.
Antiferomagnetisme se produit lorsque dans un cristal il y a deux réseaux de moments magnétique d'égales amplitudes alignés de façons antiparallèles.
Ferrimagnétisme se produit lorsqu'il y a deux sous réseaux de moments magnétiques différents conduisant un moment magnétique résultant non nul, on observe des propriété ferromagnetiques et antiferromantiques.
Induction du courant electrique est provoquée par la variation du champ electrique
ou par la variation du flux magnétique traversant le conducteur ou la bobine.
Équations de Maxwell
L'electrostatique nous affirme que le champ électrique est un champ source,
aucun monopole magnétique n'existe, le champ magnétique est sans source.
Les loi d'induction, la variation du champ magnétique provoque un champ électrique tourbillonnaire
et la variation d'un champ électrique génère un champ magnétique tourbillonnaire.
Ondes électromagnétiques
C'est la propagation des champs électriques et magnétiques dans l'espace, elles sont les solutions des équations de Maxwell, les ondes se propagent en transportant de l'énergie.
La permitivité et la perméabilité des deux champs que constitue la lumière détermine la constante de la vitesse de la lumière dans le vide.
Vecteur de Poynting
Le vecteur de Poynting est égal au produit vectoriel du champ électrique par le champ magnétique.
Électrotechnique
Le courant continu
Un générateur est un appareil qui fournit une tension pour le générateur de tension ou une intensité pour le générateur de courant.
Générateur de tension réelle, générateur de Thevenin.
Un générateur de tension réelle est caractérisé par une résistance interne.
Un générateur de Norton par une résistance interne infini, c'est un générateur de courant.
Puissance du courant continu
La puissance est le produit de la tension par l'intensité du courant.
L'énergie est égale à la puissance multipliée par le temps.
Le travail est égal à la tension multipliée par l'intensité et le temps.
La résistance multipliée par l'intensité donne la tension.
La conductance est l'inverse de la résistance.
La résistance est égale à la résistivité du produit multipliée par la longueur divisée par sa section.
La tension aux bornes du générateur est la tension de court circuit moins la résistance interne multipliée par l'intensité du courant.
Un circuit série ajoute les tensions et observe la même intensité, celle d'un circuit parallèle ajoute les intensités et conserve la même tension.
La loi de Kirchhoff
L'intensité du courant sortant d'un noeud est égale à la somme des intensités des courants rentrant,
la somme de toute les tensions dans une maille est nulle.
Le diviseur de courant
Le rapport des courants de chaque branche est égal à l'inverse des rapport des résistances aux bornes de chaque branche, il y a la même tension.
Le diviseur de tension
Le rapport des tensions est égal au rapport des résistances dans une branche, dans la branche il y a la même intensité.
Le condensateur
La charge est égale à la capacité multipliée par la tension, la tension peut varier avec le temps.
Pour une bobine
La tension est égale à l'intensité multipliée par l'inductance de la bobine, l'intensité peut varier avec le temps.
Mesure d'une tension et intensité
Le voltmètre est parallèle à la résistance, il faut donc une très grande résistance interne du voltmètre pour avoir une bonne réponse à l'ampèremètre sur l'intensité, le voltmètre mesure correctement la tension.
Le voltmètre est parallèle à la résistance et à l'ampèremètre, la résistance interne de l'ampèremètre doit être la plus petite possible pour affecter la tension, l'intensité est mesurée correctement.
Circuit en courant alternatif
Grandeur alternative
Valeur instantanée, valeur un instant donné
Période, intervalle de temps au bout duquel la grandeur alternative prend la même grandeur.
Fréquence: valeur réciproque de la période.
Grandeur alternative sinusoïdale.
Amplitude la valeur du maximum.
Pulsation vitesse angulaire qui est égale à deux pi multiplié par la fréquence.
Phase à l'origine.
Il y a une grandeur alternative de la tension et de l'intensité.
On représente la courbe sinusoïdale en coordonnées complexes.
On retrouve l'impédance qui est égale à la tension complexe divisée par le courant complexe,
et on trouve toute les valeurs complexes utilisées dans les circuits continus et les mêmes lois.
A part la susceptance qui est la partie imaginaire de l'admittance complexe et qui dépend de la fréquence car ici le circuit du condensateur et de la bobine dépendent du temps.
La résonance existe à une certaine pulsation ou la susceptance de l'inductance et de la capacité se compensent.
Ondes radioélectriques
Les circuits oscillants sont utilisés pour la production et la réception d'ondes électromagnétiques à l'aide d'antenne.
Fonctionnement de l'oscillateur linéaire ou de Hertz ou dipôle de Hertz qui est une distribution oscillante de charges électriques qui produit un champs magnétique dans son environnement à partir d'une distance de quelques longueurs d'ondes du dipôle oscillant, le champ est une onde transversale.
Un dipôle de Hertz peut être constitué par un oscillateur dont l'inductance est une bobine à une spire réalisée par un fil recourbé et le condensateur est formé par les extrémités du fil, la fréquence de résonance d'un oscillateur linaire est inversement proportionelle à 2 fois la longueur du dipôle et proportionelle à la vitesse de la lumière.
Dans le cas de la modulation de la parole, toute les fréquences comprises entre 300 HZ et 3000 HZ sont présentes, on a plus un spectre de raie mais de bande, la puissance est de 50 pour cent entre les deux bandes latérales et la porteuse.
Une amélioration a été de supprimer cette porteuse pour ne laisser que les bandes latérales, c'est la DBL puis on a mis une des deux bandes latérales, c'est la BLS pour la supérieur, et BLI pour l'inférieur, et si on ne précise pas la BLU.
Filtre des harmoniques de la décomposition de Fourier
+un circuit oscillant composé d'un circuit série composé d'une résistance d'une bobine et d'une inductance, a sa résonance, le courant atteint un maximum et sa résistance est minimale.
+un circuit oscillant composé d'un circuit parallèle, composé de trois branches, de résistance, capacité et inductance, a la résonance, il se comporte comme un circuit bouchon ou le courant est minimal.
Dans un circuit série composé de la résistance et inductance, l'impédance est maximum en haute fréquence, c'est un filtre passe bas, et un filtre passe haut dans un circuit parallèle, et inversement si on utilise une capacité à la place de l'inductance.
Conduction
ions électrolyte
Loi de Faraday
La masse libérée est égale à la masse molaire multipliée de la charge transportée, divisé par sa valence et de la constante de Faraday.
Equivalent électrochimique:
est égal à la masse déposée par la charge électrique transposée.
Deuxième loi de Faraday:
le rapport des masses electrodeposées est égal au rapport des équivalents électrochimiques.
Formule de Nernst:
cette formule est utilisée pour connaître la différence de potentiel à l'interface de deux électrolytes de concentrations différentes de mêmes ions mais de rapport logaritmique.
Elle est égale au rapport de la constante de Boltsman multipliée de la température divisée par la charge élémentaire, le tout multiplié par le rapport logaritmique des concentrations ioniques.
Électrophorèse
Mouvement de particules colloïdales chargées en suspension dans un solvant non conducteur sous l'action d'un champs électrique extérieur.
Electro-osmose
Passage d'un liquide à travers une paroi poreuse de part et d'autre de laquelle est établie une différence de potentiel électrique.
Rayons cathodiques
C'est un flux d'électrons dans un tube émis par la cathode d'un tube à décharge dans un gaz à très basse pression dans un espace sans champ électromagnétique, il se déplace en ligne droite mais les trajectoires peuvent être déviées par le champ magnétique ou électrique.
La vitesse est égale à la racine carrée du rapport de deux fois de la charge élémentaire et de la différence de potentiel anode cathode le tout divisé par la masse de l'électron.
Ce phénomène est du à l'effet photoélectrique
L'énergie cinétique du rayon émis est égale à la constante de Planck multipliée par la fréquence des photons moins le travail de la sortie.