Commit c8f09a84 authored by Claude Meny's avatar Claude Meny

Update cheatsheet.fr.md

parent 0b6feda0
Pipeline #13599 canceled with stage
......@@ -417,20 +417,22 @@ contenue dans le volume $`\tau`$, nous obtenons l'**expression intégrale de la
#### Le champ électromagnétique peut-il céder de l'énergie à la matière ?
* La sensibilité d'une particule à l'interaction avec un champ électromagnétique se quantifie
par le paramètre appelé charge électrique de la particule.
##### Puissance cédée à un porteur de charge
* La **sensibilité** d'une particule **à l'interaction électromagnétique** se quantifie
par le paramètre appelé *charge* électrique de la particule.
* La force qui décrit l'*action d'un champ électromagnétique $`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$*
sur une particule de charge $`q`$ est la **force de Lorentz** d'expression :
<br>
**$`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)`$<br>
**$`\overrightarrow{F}_{\,Lorentz}=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\overrightarrow{B}\Big)`$**<br>
<br>
&nbsp;&nbsp;où $`\overrightarrow{\speed}`$ est le vecteur vitesse de la particule dans le référentiel d'inertie de l'observation.
* *Lors d'un déplacement élémentaire $`\overrightarrow{dl}`$* de la particule dans le champ électromagnétique
$`\big(\overrightarrow{E}\,,\overrightarrow{B}\big)`$, le **travail de la force de Lorentz** s'écrit :
<br>
$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}`$,
**$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz}=\overrightarrow{F}_{Lorentz}\cdot\overrightarrow{dl}`$**,
<br>
soit
<br>
......@@ -444,10 +446,10 @@ d\mathcal{W}_{\,Lorentz}&=q\Big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\speed}\land\
<br>
où $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)`$ est le produit mixte de la séquence des trois vecteurs.
* Les vecteurs $`\overrightarrow{\speed}`$ et $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$ étant colinéaires, le produit mixte
* Les *vecteurs $`\overrightarrow{\speed}`$ et $`\overrightarrow{dl}=\overrightarrow{\speed}\,dt`$* étant *colinéaires*, le produit mixte
est nul :
<br>
$`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$,
*$`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$*,
!!!!
!!!! <details markdown=1>
......@@ -476,9 +478,9 @@ $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$,
!!!! </details>
!!!!
* $`\Longrightarrow`$ travail de la force de Lorentz se simplifie :
* $`\Longrightarrow`$ le **travail de la force de Lorentz** se simplifie :
<br>
**$`\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$**
**$`d\mathcal{W}_{\,Lorentz} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{dl}`$**
! *Remarque :*
!
......@@ -493,81 +495,49 @@ $`\Big(\overrightarrow{\speed},\overrightarrow{B},\overrightarrow{dl}\Big)=0`$,
!
! $`\mathbf{d\mathcal{W}_{\,Lorentz} = d\mathcal{W}_{\,élec} =q\,\overrightarrow{E}\cdot \overrightarrow{dl}}`$
* La **puissance cédée par le champ** à cette particule s'écrit :
* La **puissance élémentaire cédée par le champ** à cette particule s'écrit :
<br>
**$`\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \dfrac{d\mathcal{W}_{\,Lorentz}}{dt} = q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}}`$**
##### Puissance cédée dans un matériau
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \mathcal{n}\,\big( q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\big)\,d\tau`$
$`\dens=\mathcal{n}\,q`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\mathcal{n}\, q\big)\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \dens\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau`$
$`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{\speed}\cdot\overrightarrow{E}`$
$`\overrightarrow{j}=\dens\,\overrightarrow{\speed}`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \big(\mathcal{n}_i\,q_i\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}\big)\,d\tau`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \dens_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}`$
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}_{total}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
$`\overrightarrow{j}_{total}=\overrightarrow{j}`$
$`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau}`$
$`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}`$
$`\displaystyle\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \iiint_{\Ltau}\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau}`$
$`\displaystyle\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \iiint_{\Ltau}\big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}`$
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
##### Puissance cédée dans un matériau avec un seul type porteur de charge
* Si le **milieu matériel** contient *$`n`$ porteurs identiques de charge $`q`$ par unité de volume*,
alors un volume élémentaire $`d\tau`$ contient $`n\,\tau`$ porteurs de charge
et la **puissance élémentaire cédée** par le champ électromagnétique s'écrit :
<br>
**$`d\mathcal{P}_{cédée} = \mathcal{n}\,\big( q\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\big)\,d\tau`$**
* Exprimée *avec la densité volumique de charge $`\dens=\mathcal{n}\,q`$* :
<br>
$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\mathcal{n}\, q\big)\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau = = \dens\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}\,d\tau`$
* Exprimée *avec le vecteur densité volumique de courant $`\overrightarrow{j}=\dens\,\overrightarrow{\speed}`$*, en remarquant que
$`\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed}=\overrightarrow{\speed}\cdot\overrightarrow{E}`$ :
<br>
**$`d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau`$**
##### Puissance cédée dans un matériau avec un seul type porteur de charge
* Lors d'un déplacement élémentaire $`\overrightarrow{dl_1}`$ de la charge, la force de Lorentz produit le travail élémentaire $`d\mathcal{W}`$ :
* Lorsqu'un matériau contient **plusieurs types de porteurs de charges $`q_i`$**
en *concentrations $`n_i* et animées de *vitesses de dérives $`\overrightarrow{v_d\,i}`$* :
<br>
$`d\mathcal{W}=\overrightarrow{F}_{Lor}\cdot \overrightarrow{dl_1}`$
$`\quad = q_1\,\big(\overrightarrow{E}+\overrightarrow{\mathscr{v_1}}\land\overrightarrow{B}\big) \cdot \overrightarrow{dl_1}`$
$`\quad = q_1\,\big(\overrightarrow{E}) \cdot \overrightarrow{dl_1}\big)+\big(\overrightarrow{\mathscr{v_1}}\land\overrightarrow{B}\big) \cdot \overrightarrow{dl_1}\big)`$
* Le vecteur vitesse de définition $`\mathscr{v_1}=\dfrac{\overrightarrow{dl_1}}{dt}`$ est toujours parallèle à $`\overrightarrow{dl_1}`$, donc :
* le produit mixte des trois vecteurs $`{\mathscr{v_1}}\,,\,\overrightarrow{B}\text{ et }d\mathscr{l_1}`$ est nul :
$`{\mathscr{v_1}}\land\overrightarrow{B}\big) \cdot d\mathscr{l_1}=0`$
* $`\Longrightarrow`$ la force magnétique ne travaille pas.
Ainsi le travail élémentaire de la force de Lorentz sur un porteur est celui de sa seule composante électrique :
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \big(\mathcal{n}_i\,q_i\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}\big)\,d\tau`$
<br>
$`d\mathcal{W}_1=\overrightarrow{F}_{Lor}\cdot d\mathscr{l_1}=q_1\,\overrightarrow{E}\cdot d\overrightarrow{\overrightarrow{dl_1}}}`$
La puissance $`\mathcal{P_1}`$ reçue par un porteur s'exprime, en remarquant que
$`\mathscr{l_1}=\overrightarrow{\mathscr{v_1}}\,dt`$ :
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p \dens_i\,d\tau\,\overrightarrow{E}\cdot\overrightarrow{\speed_i}`$
<br>
$`\displaystyle d\mathcal{P}_{cédée} = \sum_{i=1}^p\overrightarrow{j_i}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$
<br>
**$`\mathcal{P}_1=\dfrac{d\mathcal{W}_1}{dt}`$**
$`\quad=\dfrac{q_1\,\overrightarrow{E}\cdot d\overrightarrow{l_1}}{dt}`$
$`\quad =\dfrac{q_1\,\overrightarrow{E}\cdot }=\overrightarrow{\mathscr{v_1}}\,dt}{dt}`$
**$`\quad =q_1\,\overrightarrow{E}\cdot }=\overrightarrow{\mathscr{v_1}`$**
*$`d\mathcal{P}_{cédée} = \overrightarrow{j}_{total}\cdot\overrightarrow{E}\,d\tau`$*
Si le milieu contient $`n_1`$ porteurs identiques de charge $`q_1`$ par unité de volume, alors un volume élémentaire $`d\tau`$ contient $`n_1\,\tau`$ porteurs de charge et reçoit du champ la puissance élémentaire :
* En posant plus simplement *$`\overrightarrow{j}_{total}=\overrightarrow{j}`$* :
<br>
$`d\mathcal{P}=n_1\,d\tau\,\mathcal{P}_1=n_1\, q_1\,\overrightarrow{E}\cdot }=\overrightarrow{\mathscr{v_1}\,d\tau
**$`\mathbf{d\mathcal{P}_{cédée} = \big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}`$**
* La **puissance cédée** par le champ électromagnétique **dans un volume $`\tau`$** :
<br>
**$`\displaystyle\mathbf{\mathcal{P}_{cédée} = \iiint_{\Ltau}\big(\overrightarrow{j}\cdot\overrightarrow{E}\big)\,d\tau}`$**
* C'est l'**$`\large\text{Effet Joule}}`$**
#### Le champ électromagnétique contient-t-il de l'énergie ?
......
Markdown is supported
0% or
You are about to add 0 people to the discussion. Proceed with caution.
Finish editing this message first!
Please register or to comment