_Un cylindre infini est, lorsqu'il est chargé uniformément en volume, l'exemple le plus simple de distribution de charge à symétrie cylindrique. Corriger_ $`\vec{e_r}`$ _en_ $`\vec{e_{\rho}}`$.
_Un cylindre infini est, lorsqu'il est chargé uniformément en volume, l'exemple le plus simple de distribution de chargess à symétrie cylindrique. Corriger_ $`\vec{e_r}`$ _en_ $`\vec{e_{\rho}}`$.
#### De quelles coordonnées dépend $`\overrightarrow{E}`$ ?
#### De quelles coordonnées dépend $`\overrightarrow{E}`$ ?
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@@ -203,11 +203,11 @@ $`\displaystyle\quad= E \iint_{\mathcal{S}_{lat}} \rho_M\,d\varphi\,dz`$
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@@ -203,11 +203,11 @@ $`\displaystyle\quad= E \iint_{\mathcal{S}_{lat}} \rho_M\,d\varphi\,dz`$
* $`\Phi_E^{\mathcal{S}_G}= 2\pi \rho_M\,h\, E`$ , avec $`\Phi_E`$ le flux de $`\overrightarrow{E}`$ à travers $`{\mathcal{S}_G}`$
* $`\Phi_E^{\mathcal{S}_G}= 2\pi \rho_M\,h\, E`$ , avec $`\Phi_E`$ le flux de $`\overrightarrow{E}`$ à travers $`{\mathcal{S}_G}`$
sont *commun à toutes les distributions* de charge à symétrie cylindrique invariantes par translation selon $`Oz`$.
sont *commun à toutes les distributions* de charges à symétrie cylindrique invariantes par translation selon $`Oz`$.
* Le **calcul de $`Q_{int}`$** puis **de $`\overrightarrow{E}`$** nécessitent de *connaître l'expression mathématique pour $`\dens`$* en chaque point de l'espace.
* Le **calcul de $`Q_{int}`$** puis **de $`\overrightarrow{E}`$** nécessitent de *connaître l'expression mathématique pour $`\dens`$* en chaque point de l'espace.
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$`\Longrightarrow`$ *différentes distributions de charge sont étudiées* dans la suite.
$`\Longrightarrow`$ *différentes distributions de charges sont étudiées* dans la suite.
* Nombre de sous-espaces complémentaires à prendre en compte : 2
* Nombre de sous-espaces complémentaires à prendre en compte : 2
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@@ -312,10 +312,10 @@ _figure temporaire à réviser._
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@@ -312,10 +312,10 @@ _figure temporaire à réviser._
* Le *point $`M`$ quelconque* est situé **à l'intérieur** du cylindre chargé.
* Le *point $`M`$ quelconque* est situé **à l'intérieur** du cylindre chargé.
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$`\Longrightarrow`$ le **volume de Gauss $`\Ltau_G`$** associé est *entièrement contenue dans l'espace $`\mathscr{E}_{int}`$* caractérisé par la *densité de charge constante $`\dens_0^{3D}`$*.
$`\Longrightarrow`$ le **volume de Gauss $`\Ltau_G`$** associé est *entièrement contenue dans l'espace $`\mathscr{E}_{int}`$* caractérisé par la *densité de charges constante $`\dens_0^{3D}`$*.
_Le volume de gauss est entièrement caractérisée par même expression de densité de charge constante_ $`\dens^{3D}_0`$. _Corriger_ $`\vec{e_r}`$ _en_ $`\vec{e_{\rho}}`$.
_Le volume de gauss est entièrement caractérisée par même expression de densité de chargesss constante_ $`\dens^{3D}_0`$. _Corriger_ $`\vec{e_r}`$ _en_ $`\vec{e_{\rho}}`$.
@@ -438,7 +438,8 @@ _ La densité volumique de charge est négative._
...
@@ -438,7 +438,8 @@ _ La densité volumique de charge est négative._
* L'*objectif d'apprentissage* :
* L'*objectif d'apprentissage* :
* Dans cet exemple la densité volumique de charge *$`\mathbf{\dens^{3D}}`$ est une fonction de $`\rho`$*, ce qui nécessite de **connaître l'expression de $`\Ltau`$**, l'élément de volume en coordonnées cylindriques et de **réaliser une intégrale triple pour calculer $`Q_{int}`$**, la charge dans le volume de Gauss.
* Dans cet exemple la densité volumique de charges *$`\mathbf{\dens^{3D}}`$ est une fonction de $`\rho`$*, ce qui nécessite de **connaître l'expression de $`\Ltau`$**,
l'élément de volume en coordonnées cylindriques et de **réaliser une intégrale triple pour calculer $`Q_{int}`$**, la charge dans le volume de Gauss.
##### Description de $`\dens`$ :
##### Description de $`\dens`$ :
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@@ -454,7 +455,7 @@ _ La densité volumique de charge est négative._
...
@@ -454,7 +455,7 @@ _ La densité volumique de charge est négative._
* La constante étant positive, **$`A\gt 0`$** , nous nous limitons dans cet exemple à des *charges positives*.
* La constante étant positive, **$`A\gt 0`$** , nous nous limitons dans cet exemple à des *charges positives*.
_Variation de la densité volumique de charge $`\dens^{\rho}=A\,\rho^2`$ en fonction de $`\rho`$._
_Variation de la densité volumique de charges $`\dens^{\rho}=A\,\rho^2`$ en fonction de $`\rho`$._
* Nombre de sous-espaces complémentaires à prendre en compte : 2
* Nombre de sous-espaces complémentaires à prendre en compte : 2
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@@ -468,7 +469,7 @@ _Variation de la densité volumique de charge $`\dens^{\rho}=A\,\rho^2`$ en fonc
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@@ -468,7 +469,7 @@ _Variation de la densité volumique de charge $`\dens^{\rho}=A\,\rho^2`$ en fonc
* Le *point $`M`$ quelconque* est situé **à l'intérieur** du cylindre chargé.
* Le *point $`M`$ quelconque* est situé **à l'intérieur** du cylindre chargé.
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$`\Longrightarrow`$ le **volume de Gauss $`\Ltau_G`$** est entièrement *contenu dans le sous-espaces $`\mathscr{E}_{int}`$*.
$`\Longrightarrow`$ le **volume de Gauss $`\Ltau_G`$** est entièrement *contenu dans le sous-espace $`\mathscr{E}_{int}`$*.
* Le volume chargé est ici la totalité du volume de Gauss :
* Le volume chargé est ici la totalité du volume de Gauss :
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@@ -595,7 +596,8 @@ _Variation de la composante_ $`E_{\rho}`$ _du champ électrique en fonction de_
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@@ -595,7 +596,8 @@ _Variation de la composante_ $`E_{\rho}`$ _du champ électrique en fonction de_
##### Description de $`\dens`$ :
##### Description de $`\dens`$ :
* Reprenons l'**exemple du profil précédent** de densité volumique de charge $`\dens^{3D}(\rho)=A\,\rho^2`$, *mais limité au volume d'un cylindre creux* de rayons intérieur $`R_{int}`$ et extérieur $`R_{ext}`$ :
* Reprenons l'**exemple du profil précédent** de densité volumique de charges $`\dens^{3D}(\rho)=A\,\rho^2`$,
*mais limité au volume d'un cylindre creux* de rayons intérieur $`R_{int}`$ et extérieur $`R_{ext}`$ :
@@ -822,13 +824,15 @@ On retrouve naturellement les résultats précédents.
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@@ -822,13 +824,15 @@ On retrouve naturellement les résultats précédents.
* L'*objectif d'apprentissage* :
* L'*objectif d'apprentissage* :
* Dans cet exemple, la distribution réelle de charge est modélisée par une **densité superficielle de charge $`\mathbf{\dens^{2D}}`$**.
* Dans cet exemple, la distribution réelle de charges est modélisée par une **densité superficielle de charges $`\mathbf{\dens^{2D}}`$**.
* Faire le lien avec le cas précédent, étudier la **transition entre** :
* Faire le lien avec le cas précédent, étudier la **transition entre** :
\- une **distribution réelle 3D** de charge *dans un cylindre creux de faible épaisseur $`e`$*$`=R_{ext}-R_{int}`$.
\- une **distribution réelle 3D** de charges *dans un cylindre creux de faible épaisseur $`e`$*$`=R_{ext}-R_{int}`$.
\- sa **modélisation 2D** par une distribution $`\dens^{2D}`$ *lorsque l'épaisseur $`e`$ est négligée*.
\- sa **modélisation 2D** par une distribution $`\dens^{2D}`$ *lorsque l'épaisseur $`e`$ est négligée*.
* Montrer, si besoin était, que les **relations de continuité de $`\mathbf{\overrightarrow{E}}`$** à la traversée d'une surface chargée est la même que la surface chargée soit cylindrique ou plane (faire afficher les trois types de distributions en parallèle). Elles sont **les mêmes à la traversée de toute surface**, *plane ou courbe*.
* Montrer, si besoin était, que les **relations de continuité de $`\mathbf{\overrightarrow{E}}`$** à la traversée d'une surface
chargée est la même que la surface chargée soit cylindrique ou plane (faire afficher les trois types de distributions en parallèle).
Elles sont **les mêmes à la traversée de toute surface**, *plane ou courbe*.