@@ -63,7 +63,7 @@ soient *liées par la règle de la main droite* d'orientation de l'espace.
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@@ -63,7 +63,7 @@ soient *liées par la règle de la main droite* d'orientation de l'espace.
mais aussi
mais aussi
* avec un *vecteur densité surfacique de courants $`\overrightarrow{j}^{2D}`$*, lorsque les courants sont confinés en surface sur une profondeur que la modélisation 2D néglige.
* avec un *vecteur densité surfacique de courants $`\overrightarrow{j}^{2D}`$*, lorsque les courants sont confinés en surface sur une profondeur que la modélisation 2D néglige.
* avec un vecteur densité linéïque de courants $`\dens^{1D}`$, lorsque les courants sont confinés dans un circuit dont la modélisation 1D néglige la section droite.
* avec un vecteur densité linéïque de courants $`\dens^{1D}`$, lorsque les courants sont confinés dans un circuit dont la modélisation 1D néglige la section droite.
Dans ce cas, ce *courant* linéïque est représenté par un simple nombre réel *$`\overline{I}`$* de signe positif si il traverse la surface $`S`$ dans son sens d'orientation
Dans ce cas, ce *courant* linéïque est représenté par un *simple nombre réel $`\overline{I}`$* de signe positif si il traverse la surface $`S`$ dans son sens d'orientation
positif, et de signe négatif dans le cas contraire.
positif, et de signe négatif dans le cas contraire.
!!! *Terminologie* : une section droite est une section perpendiculaire à la direction longitudinale.
!!! *Terminologie* : une section droite est une section perpendiculaire à la direction longitudinale.
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@@ -95,28 +95,31 @@ que si chacun de ses termes est facile à calculer.
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@@ -95,28 +95,31 @@ que si chacun de ses termes est facile à calculer.
C'est l'**expression du champ magnétique** déduite de l'étude des symétries et invariances qui *permet de déterminer le contour d'Ampère* adapté.
C'est l'**expression du champ magnétique** déduite de l'étude des symétries et invariances qui *permet de déterminer le contour d'Ampère* adapté.
@@@@@@@@@@la suite est encore à modifier@@@@@@@@@@@@
Supposons que *dans un repère de l'espace
Supposons que *dans un repère de l'espace
$`(O, \overrightarrow{e_{\alpha}},\overrightarrow{e_{\beta}},\overrightarrow{e_{\gamma}})`$*, les symétries et invariances nous indiquent que le champ électrique est de la forme **$`\mathbf{\overrightarrow{E}=E_{\beta}\,(\beta)\,\overrightarrow{e_{\beta}}}`$**.
Le calcul du flux de $`\overrightarrow{E}`$ à travers la surface fermée de Gauss $`\mathcal{S}_fi`$ nécessite de calculer en chacun de ses éléments de surface $`dS`$ constitutifs le produits scalaire $`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dS}`$.
Le calcul de la circulation de $`\overrightarrow{B}`$ le long du contour d'Ampère orienté $`\mathcal{\Gamma}_A`$
nécessite de calculer en chacun de ses éléments de longueur $`dl`$ constitutifs le
produit scalaire $`\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}`$.
Une **surface de Gauss adapté** sera donc une surface de Gauss dont *les éléments vectoriels de surface $`\overrightarrow{dS}`$ vérifient* :
Un**contour d'Ampère adapté** sera donc un contour d'Ampère dont *les éléments vectoriels de longueur $`\overrightarrow{dl}`$ vérifient* :
**$`\mathbf{\overrightarrow{dS}\parallel\overrightarrow{E}}`$*, car alors le produit scalaire se résumera au simple produit des composantes selon $`\beta`$ de chacun de ces vecteurs exprimés avec le même vecteur de base.
**$`\mathbf{\overrightarrow{dl}\parallel\overrightarrow{B}}`$*, car alors le produit
Si $`\overrightarrow{E}=E_{\beta}(\beta)\;\overrightarrow{e_{\beta}}`$ renoté $`\overrightarrow{E}=E\;\overrightarrow{e_{\beta}}`$ et si $`\overrightarrow{dS}=dS\;\overrightarrow{e_{\beta}}`$, alors :
scalaire se résumera au simple produit des composantes selon $`\beta`$ de chacun de ces vecteurs.
!!!! *Ne pas confondre composante et amplitude* de $`\overrightarrow{E}`$.
!!!! *Ne pas confondre composante et amplitude* de $`\overrightarrow{B}`$.
!!!! *Faire attention aux signes*.
!!!! *Faire attention aux signes*.
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!!!!
!!!! Lorsque nous écrivons d'un vecteur $`\overrightarrow{U}=U\;\overrightarrow{e_U}`$ , avec $`\overrightarrow{e_U}=\dfrac{\overrightarrow{U}}{\lVert \overrightarrow{U} \rVert}`$,
!!!! Lorsque nous écrivons d'un vecteur $`\overrightarrow{U}=U\;\overrightarrow{e_U}`$ , avec $`\overrightarrow{e_U}=\dfrac{\overrightarrow{U}}{\lVert \overrightarrow{U} \rVert}`$,
!!!! * la *composante $`U`$* peut être *positive ou négative*.
!!!! * la *composante $`U`$* peut être *positive ou négative*.
!!!! * l'*amplitude ou norme $`\lVert \overrightarrow{U} \rVert`$* est *toujours positive*.
!!!! * l'*amplitude ou norme $`\lVert \overrightarrow{U} \rVert`$* est *toujours positive*.
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!!!! L'étude des *symétries et invariances* d'une distribution de charge ne donne que la direction, mais elle *n'indique pas le sens* de $`\overrightarrow{E}`$,.
!!!! L'étude des *symétries et invariances* d'une distribution de courants ne donne que la direction, mais elle *n'indique pas le sens* de $`\overrightarrow{B}`$,.
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!!!! En physique : *1 direction = 2 sens possibles*
!!!! En physique : *1 direction = 2 sens possibles*
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!!!! Le* sens de $`\overrightarrow{E}`$* peut être *déduit intuitivement* de l'observation de la distribution de charge. En tout point de l'espace :
!!!! * $`\overrightarrow{E}`$ pointe en direction opposé à la direction d'une charge positive.
!!!! * $`\overrightarrow{E}`$ pointe dans la direction d'une charge négative.
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!!!! Le *théorème de Gauss* permet de calculer $`\overrightarrow{E}`$, et par conséquent *détermine aussi le sens* de $`\overrightarrow{E}`$. Pour cela il faut précisément *respecter les signes* :
!!!! Le *théorème d'Ampère* permet de calculer $`\overrightarrow{B}`$, et par conséquent *détermine aussi le sens* de $`\overrightarrow{B}`$.
!!!! Pour cela il faut précisément *respecter les signes* :
!!!! * signe $`+`$ ou $`-`$ devant une composante (dont la valeur, déterminée par la suite, pourra elle-même être positive ou négative).
!!!! * signe $`+`$ ou $`-`$ devant une composante (dont la valeur, déterminée par la suite, pourra elle-même être positive ou négative).
!!!! * signes $`+`$ ou $`-`$ des charges dans la distribution.
!!!! * signes $`+`$ ou $`-`$ des charges dans la distribution.
!!!!
!!!!
!!!! *Les erreurs de signe*, par omission ou par négligence, *sont des erreurs fréquentes*.
!!!! *Les erreurs de signe*, par omission ou par négligence, *sont des erreurs fréquentes*.
Par ailleurs le **théorème de Gauss** est une **équation unique** qui, une fois le produit scalaire $`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dS}`$ réalisé sur chaque $`dS`$, relie la composante $`E=E_{\beta}(\beta)`$ à une charge. Il *ne doit donc y avoir qu'une seule inconnue*, $`E=E_{\beta}(\beta)`$ dans l'exemple considéré.
Par ailleurs le **théorème d'Ampère'** est une **équation unique** qui, une fois
le produit scalaire $`\overrightarrow{B}\cdot\overrightarrow{dl}`$ réalisé sur
chaque $`dl`$, relie la composante $`B=B_{\beta}(\beta)`$ à un courant. Il *ne doit donc y avoir qu'une seule inconnue*,
$`B=B_{\beta}(\alpha)`$ dans l'exemple considéré.
Reprenons l'exemple considéré où le champ magnétique s'écrit $`\overrightarrow{B}=B_{\beta}\,(\alpha)\,\overrightarrow{e_{\beta}}`$.
Utilisons le théorème d'Ampère pour déterminer le champ en un point $`M`$ quelconque de coordonnées $`(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$
avec l'indice $`_M`$ ici précisé pour la démonstration. Le contour d'Ampère doit nécessairement contenir le point $`M`$,
donc l'un de ses éléments de longueur doit avoir pour coordonnées $`dl=dl(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$.
@@@@@@@@@@la suite est encore à modifier@@@@@@@@@@@@
Reprenons l'exemple considéré où le champ électrique s'écrit $`\overrightarrow{E}=E_{\beta}\,(\beta)\,\overrightarrow{e_{\beta}}`$. Utilisons le théorème de Gauss pour déterminer le champ en un point $`M`$ quelconque de coordonnées $`(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$ avec l'indice $`_M`$ ici précisé pour la démonstration. La surface de Gauss doit nécessairement contenir le point $`M`$, donc l'un de ses éléments de surface doit avoir pour coordonnées $`dS=dS(\alpha_M, \beta_M, \gamma_M)`$.
Choisissons une surface fermée de Gauss dont en chacun de ses points de coordonnées $`(\alpha, \beta, \gamma)`$ les éléments de surface $`dS=dS(\alpha, \beta, \gamma)`$ qui vérifient $`\overrightarrow{dS}\parallel\overrightarrow{E}`$ se classent en deux catégories :
Choisissons un contour fermé d'Ampère' dont en chacun de ses points de coordonnées $`(\alpha, \beta, \gamma)`$
les éléments de longueur $`dl=dl(\alpha, \beta, \gamma)`$ qui vérifient $`\overrightarrow{dl}\parallel\overrightarrow{B}`$
se classent en deux catégories :
* $`dS=dS(\alpha, \beta_M, \gamma)`$ avec $`\beta_M`$ coordonnée $`\beta`$ du point $`M`$.
* $`dS=dS(\alpha, \beta_M, \gamma)`$ avec $`\beta_M`$ coordonnée $`\beta`$ du point $`M`$.
* $`dS=dS(\alpha, \beta_0, \gamma)`$ avec $`\beta_0\ne\beta_M`$.
* $`dS=dS(\alpha, \beta_0, \gamma)`$ avec $`\beta_0\ne\beta_M`$.