Flashcards : Électromagnétisme et opérateurs vectoriels (28 cartes)

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1Question

Quelles sont les quatre équations de Maxwell en forme différentielle ?

Réponse

Les équations sont div⁡E⃗=ρε0\operatorname{div}\vec E=\frac{\rho}{\varepsilon_0}, div⁡B⃗=0\operatorname{div}\vec B=0, rot⁡E⃗=−∂B⃗∂t\operatorname{rot}\vec E=-\frac{\partial\vec B}{\partial t}, et rot⁡B⃗μ0=j⃗+ε0∂E⃗∂t\frac{\operatorname{rot}\vec B}{\mu_0}=\vec j+\varepsilon_0\frac{\partial\vec E}{\partial t}.

2Question

Quelle est la valeur de la densité de charge dans le vide strict ?

Réponse

La densité de charge est ρ=0 Coulomb/m3\rho=0\ \mathrm{Coulomb/m^3} dans le vide strict.

3Question

Quelle est la norme de la densité de courant dans le vide strict ?

Réponse

La norme de la densité de courant est ∥j⃗∥=0 Ampeˋre/m2\|\vec j\|=0\ \mathrm{Ampère/m^2} dans le vide strict.

4Question

Quelle est la vitesse des ondes électromagnétiques dans le vide ?

Réponse

La vitesse est (ε0μ0)−1/2=3×108 m/s\left(\varepsilon_0\mu_0\right)^{-1/2}=3\times10^8\ \mathrm{m/s}.

5Question

Que permettent de décrire les équations de Maxwell ?

Réponse

Elles décrivent la propagation d’une onde, les bilans d’énergie aux interfaces, et l’émission ou réception par une antenne.

6Question

Qu'est-ce qu'un champ physique ?

Réponse

La valeur d'une grandeur physique scalaire ou vectorielle en chaque point de l'espace-temps.

7Question

Comment s'écrit un champ vectoriel électrique ?

Réponse

E⃗(x,y,z,t)=Ex(x,y,z,t)u⃗x+Ey(x,y,z,t)u⃗y+Ez(x,y,z,t)u⃗z\vec E(x,y,z,t)=E_x(x,y,z,t)\vec u_x+E_y(x,y,z,t)\vec u_y+E_z(x,y,z,t)\vec u_z.

8Question

Que représente chaque composante dans un champ vectoriel électrique ?

Réponse

Chaque composante est un champ scalaire.

9Question

Qu'est-ce qu'une ligne de champ selon B.Stout ?

Réponse

Une courbe tangent au champ vectoriel en chacun de ses points.

10Question

Qu'est-ce que le gradient d'un champ scalaire ?

Réponse

C'est le champ vectoriel défini par grad⁡V(M)⋅dl⃗=dV(M)\operatorname{grad}V(M)\cdot d\vec l=dV(M).

11Question

Quelle est l'expression du gradient en coordonnées cartésiennes ?

Réponse

grad⁡V=∂V∂xu⃗x+∂V∂yu⃗y+∂V∂zu⃗z\operatorname{grad}V=\frac{\partial V}{\partial x}\vec u_x+\frac{\partial V}{\partial y}\vec u_y+\frac{\partial V}{\partial z}\vec u_z.

12Question

Comment s'exprime la variation d'un champ scalaire entre deux points A et B ?

Réponse

V(B)−V(A)=∫ABgrad⁡V(M)⋅dl⃗V(B)-V(A)=\int_A^B\operatorname{grad}V(M)\cdot d\vec l.

13Question

Qu'est-ce que la circulation d'un champ vectoriel entre deux points A et B ?

Réponse

C'est le nombre scalaire ∫ABf⃗(M)⋅dl⃗\int_A^B\vec f(M)\cdot d\vec l.

14Question

Qu'est-ce qu'un champ vectoriel conservateur ?

Réponse

Un champ vectoriel dérive d'un champ scalaire et sa circulation est indépendante du chemin.

15Question

Quelle est la circulation du champ électrostatique sur un contour fermé ?

Réponse

Elle est nulle.

16Question

Quelle relation exprime la force électrique sur une charge q dans un champ électrique ?

Réponse

F⃗=qE⃗\vec F=q\vec E.

17Question

Comment le potentiel électrostatique est-il relié à l'énergie potentielle ?

Réponse

Par V(M)=Ep(M)qV(M)=\frac{E_p(M)}{q}.

18Question

Quelle unité utilise-t-on pour exprimer le potentiel électrostatique ?

Réponse

Le volt, avec 1 V=1 J/C1\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{J/C}.

19Question

Quelle est la formule du flux élémentaire d’un champ vectoriel ?

Réponse

dΦ=E⃗(M)⋅dS⃗d\Phi=\vec E(M)\cdot d\vec S

20Question

Comment obtient-on le flux total à partir du flux élémentaire ?

Réponse

Par intégration du flux élémentaire sur la surface.

21Question

Que représente le flux à travers une surface pour un champ de vitesse ?

Réponse

Le débit volumique du liquide en mètres cubes par seconde.

22Question

Qu'est-ce que la divergence d’un champ vectoriel ?

Réponse

Le flux sortant d’une surface élémentaire fermée par unité de volume.

23Question

Quel type de champ est la divergence d’un champ vectoriel ?

Réponse

Un champ scalaire.

24Question

Quelle est la formule de la divergence en coordonnées cartésiennes ?

Réponse

div⁡E⃗=∂Ex∂x+∂Ey∂y+∂Ez∂z\operatorname{div}\vec E=\frac{\partial E_x}{\partial x}+\frac{\partial E_y}{\partial y}+\frac{\partial E_z}{\partial z}

25Question

Qu'est-ce que le rotationnel d'un champ vectoriel ?

Réponse

C'est le champ vectoriel défini localement par la circulation autour d'une petite surface.

26Question

Que quantifie le rotationnel d'un champ vectoriel ?

Réponse

Il quantifie la rotation locale du champ.

27Question

Quelle relation vérifie le rotationnel rot⁡E⃗(M)\operatorname{rot}\vec E(M) ?

Réponse

rot⁡E⃗(M)⋅dS⃗=∮E⃗(M′)⋅dl⃗\operatorname{rot}\vec E(M)\cdot d\vec S=\oint\vec E(M')\cdot d\vec l.

28Question

Comment s'écrit le rotationnel en coordonnées cartésiennes ?

Réponse

rot⁡E⃗=grad⁡∧E⃗\operatorname{rot}\vec E=\operatorname{grad}\wedge\vec E.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 11 questions sur Électromagnétisme et opérateurs vectoriels.

1. Concernant les équations de Maxwell et leur portée :

2. Parmi les propositions suivantes concernant les applications des équations de Maxwell, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Faire le QCM →

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Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Électromagnétisme et opérateurs vectoriels.

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