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M3P2
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60f89b2b
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60f89b2b
authored
Oct 20, 2023
by
Claude Meny
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...es-stationary-electric-field/20.overview/cheatsheet.fr.md
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12.temporary_ins/10.electrostatics-vacuum/20.causes-stationary-electric-field/20.overview/cheatsheet.fr.md
View file @
60f89b2b
...
...
@@ -430,7 +430,7 @@ figure
*$`M = (\rho_M = 0, \,\varphi_M = 0, \, z_M)`$*
*
*
*Exprimons $`\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M}`$**
*en fonction des données de base de l'étude
*
, soit
*
*
Exprimons $`\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M}`$*
**en fonction des données de base de l'étude*
*
, soit
la densité linéïque de charges $
`\dens^{1D}`
$,
le rayon $
`R`
$ de la spire, la coordonnée $
`z_M`
$, et les vecteurs
$
`\overrightarrow{e_{\rho}},\,\overrightarrow{e_{\varphi}},\,\overrightarrow{e_z}`
$ de la base cylindrique choisie :
...
...
@@ -443,9 +443,9 @@ figure
Ainsi la
*distance $`d=||\,\overrightarrow{PM}\,||`$*
qui intervient dans la loi de Coulomb,
grâce au
*théorème de Pythagore*
appliqué au triangle (OMP), s'exprime :
<br>
**$`d = \sqrt{(-R)^2+z_M^2}=(R^2+z_M^2)^{1/2}`$**
**$`d = \sqrt{(-R)^2+z_M^2}=(R^2+z_M^2)^{
\,
1/2}`$**
*
Le
**champ électrique élémentaire**
au point $
`M`
$ créé par la charge en $
`P`
$ se réécrit donc :
<br>
*
Le
champ électrique élémentaire
au point $
`M`
$ créé par la charge en $
`P`
$ se réécrit donc :
<br>
<br>
**$`\mathbf{\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M}}`$**
$
`\quad=\quad\dfrac{\dens^{2D}\cdot dl_P}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{\overrightarrow{PM}}{||\,\overrightarrow{PM}\,||^{\,3}}`
$
...
...
@@ -453,19 +453,13 @@ $`\quad=\quad\dfrac{\dens^{2D}\cdot dl_P}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{\overrighta
$
`\hspace{2.3cm}=\quad\dfrac{\dens^{1D}\cdot R\,d\varphi}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{\overrightarrow{PM}}{d^3}`
$
<br>
**
$
`\hspace{2.3cm}\boldsymbol{\mathbf{=\quad\dfrac{\dens^{1D}\,R }{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{-R\,\overrightarrow{e_{\rho}}+z_m\,
\overrightarrow{e_z}}{(R^2+z_M^2)^{3/2}}\;d\varphi}}`
$
**
*
Nous obtenons alors :
<br>
<br>
**
$
`\boldsymbol{\mathbf{\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M}=\dfrac{\dens^{1D}\cdot R\,d\varphi}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{1}{d^3}}}`
$
$
`\boldsymbol{\mathbf{\cdot\big(-\,R\,\overrightarrow{e_{\rho}}\,+\,z_M\,\overrightarrow{e_z}\big)}}`
$
**
\overrightarrow{e_z}}{(R^2+z_M^2)^{\,3/2}}\;d\varphi}}`
$
**
##### Calcul du champ électrique total par intégration
*
Quelque-soit le point $
`P`
$ de l
a spire, le point $
`P'`
$, symétrique de $
`P`
$ par rapport à $
`O`
$ appartient à la spire
,
*
Quelque-soit le point $
`P`
$ de l
'anneau, le point $
`P'`
$, symétrique de $
`P`
$ par rapport à $
`O`
$ appartient à l'anneau
,
et la charge élémentaire $
`dq_{p'}`
$ portée par l'élément d'arc $
`dl_{P'}`
$ est égale à la charge élémentaire $
`dq_P`
$.
<br>
*Par raison de symétrie*
, la somme des champs électriques élémentaires
...
...
@@ -475,7 +469,7 @@ $`\boldsymbol{\mathbf{\cdot\big(-\,R\,\overrightarrow{e_{\rho}}\,+\,z_M\,\overri
Ainsi
**seule la composante $`dE_{P\rightarrow M,z}`$**
$
`\; = \overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M}\cdot\overrightarrow{e_z}`
$
du champ électrique élémentaire selon $
`z`
$
**contribue au champ total $`\overrightarrow{E}_M`$**
:
<br>
*$`\boldsymbol{\mathbf{\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M,z}=\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
d^3
}\,d\varphi\,\overrightarrow{e_z}}}`$*
*$`\boldsymbol{\mathbf{\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M,z}=\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
(R^2+z_M^2)^{\,3/2}
}\,d\varphi\,\overrightarrow{e_z}}}`$*
*
Le
**champ électrique total**
$
`\overrightarrow{E}_M`
$ en tout point $
`M`
$ de l'axe $
`Oz`
$, s'obtient en faisant
la
*somme intégrale des $`\overrightarrow{dE}_{P\rightarrow M,z}`$*
(principe de superposition appliqué
...
...
@@ -496,21 +490,17 @@ $`\boldsymbol{\mathbf{\cdot\big(-\,R\,\overrightarrow{e_{\rho}}\,+\,z_M\,\overri
en faisant varier
*$`\varphi_P`$ entre $`0`$ et $`2\pi`$*
.
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{E_M}}`$**
*$`\displaystyle\boldsymbol{\mathbf{\;=\int_{\varphi = 0}^{2\pi}\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
d^3
}\,d\varphi}}`$*
*$`\displaystyle\boldsymbol{\mathbf{\;=\int_{\varphi = 0}^{2\pi}\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
(R^2+z_M^2)^{\,3/2}
}\,d\varphi}}`$*
<br>
$
`\displaystyle\hspace{2.3cm}=\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
d^3
}\;\underbrace{\int_{\varphi = 0}^{2\pi}\,d\varphi}_{\color{blue}{=\big[\varphi\big]_0^{2\pi}=2\pi-0}}`
$
$
`\displaystyle\hspace{2.3cm}=\dfrac{\dens^{1D}}{4\pi\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{
(R^2+z_M^2)^{\,3/2}
}\;\underbrace{\int_{\varphi = 0}^{2\pi}\,d\varphi}_{\color{blue}{=\big[\varphi\big]_0^{2\pi}=2\pi-0}}`
$
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{\hspace{2.3cm}=\dfrac{\dens^{1D}}{2\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{d^3}}}`$**
En cours de rédaction
(à voir si ici on garde d, puis on exprime resultat total de deux façon différentes,
en remplaçant d par (R^2+z_M^2)^(1/2)
en remplaçant z_M/ d par cos alpha.
ou si on supprime ici l'utilisation de d pour ne garder que l'écriture PM)
**$`\boldsymbol{\mathbf{\hspace{2.3cm}=\dfrac{\dens^{1D}}{2\epsilon_0}\cdot\dfrac{R\,z_M}{(R^2+z_M^2)^{\,3/2}}}}`$**
##### Interprétation
à faire
<br>
--------------------------------------------
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