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...@@ -250,11 +250,70 @@ que **variables, $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$ ne peuvent exi ...@@ -250,11 +250,70 @@ que **variables, $`\overrightarrow{E}`$ et $`\overrightarrow{B}`$ ne peuvent exi
#### Que disent les équations de Maxwell sur la conservation de la charge ? #### Que disent les équations de Maxwell sur la conservation de la charge ?
* Partons de la combinaison d'opérateurs remarquable, valable pour tout champ vectoriel $`\overrightarrow{U}`$, * **Partons de** la combinaison d'opérateurs remarquable, valable pour tout champ vectoriel $`\overrightarrow{U}`$,
$`div\,\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}=0`$, qui s'énonce
et appliquons là au champ d'induction magnétique $`\overrightarrow{B}`$ : *La divergence du rotationnel d'un champ vectoriel est toujours nulle*,
et d'expression mathématique :
<br>
$`\forall \overrightarrow{X}\big(\overrightarrow{r},t\big)\;,`$*$`\quad div\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{X}\big)=0`$*.
<br>
et appliquons là au champ d'induction magnétique $`\overrightarrow{B}`$ :
<br>
**$`div\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}\big)=0`$**.
* La *loi de Maxwell-Ampère* permet d'écrire :
<br>
**$`div\Big(\mu_0\,\overrightarrow{j} + \mu_0\epsilon_0 \;\dfrac{\partial \overrightarrow{E}}{\partial t}\Big)=0`$**
* En divisant les termes de droite et de gauche par $`\mu_0`$, l'équation se simplifie :
<br>
$`div\Big(\overrightarrow{j} + \epsilon_0 \;\dfrac{\partial \overrightarrow{E}}{\partial t}\Big)=0`$
* L'**équation contient déjà $`\overrightarrow{j}`$**, je cherche à
*faire apparaître la loi de Maxwell-Gauss* pour **faire apparaître $`\dens`$** :
<br>
$`div\,\overrightarrow{j} + div\Big(\epsilon_0 \;\dfrac{\partial \overrightarrow{E}}{\partial t}\Big)=0`$
<!--------------------
L'espace et le temps étant découplés en physique classique, l'ordre de différentiation
et intégration n'importe pas si elles s'appliquent l'une à des coordonnées spatiales
et l'autre au temps. Ainsi :
$`div\,\overrightarrow{j} +
\dfrac{\partial}{\partial t}\Big(\epsilon_0\, div\,\overrightarrow{E}\Big)=0`$
ce qui permet d'écrire,
$`div\,\overrightarrow{j} + \dfrac{\partial\dens}{\partial t}=0`$
Je reconnais là la loi de conservation de la charge.
----------------------->
* Dans le cadre de la *physique classique, espace et temps sont indépendants*,
l'ordre de dérivation par une variable spatiale et une variable temporelle n'importe pas :
<br> <br>
$`div\,\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{B}=0`$ $`\dfrac{\partial}{\partial t}\left(\dfrac{\partial}{\partial x}\right) =\dfrac{\partial}{\partial x}\left(\dfrac{\partial}{\partial t}\right) `$
* L'opérateur divergence n'est constitué que de dérivées partielles de variables d'espace.
* $`\dfrac{\partial}{\partial t}`$ est une dérivée partielle de la variable temps.
*$`\Longrightarrow\quad div\left(\dfrac{\partial}{\partial t}\right)= \dfrac{\partial}{\partial t}
\left(div\right)`$*.
Nous obtenons :
<br>
$`div\,\overrightarrow{j} + \epsilon_0 \;\dfrac{\partial}{\partial t}
\left(div\,\overrightarrow{E}\right)=0`$
* En utilisant la *loi de Maxwell-Gauss $`div\,\overrightarrow{E}=\dfrac{\dens^{3D}}{\epsilon_0}`$*
nous obtenons l'**équation de conservation locale de la charge** électrique en régime variable (donc toujours vérifiée) :
<br>
**$`div\,\overrightarrow{j} +\dfrac{\partial \dens^{3D}}{\partial t}=0`$**
! *Les équations de Maxwell contiennent et impliquent la conservation de la charge électrique.*
<!--Plutôt pour partie principale--------------------
* Il faut faire apparaître les distributions de charge $`\dens^{3D}`$ et de vecteur densité de courant volumique $`\overrightarrow{j}^{3D}`$. * Il faut faire apparaître les distributions de charge $`\dens^{3D}`$ et de vecteur densité de courant volumique $`\overrightarrow{j}^{3D}`$.
Pour cela nous utilisons la loi de Maxwell-Ampère Pour cela nous utilisons la loi de Maxwell-Ampère
...@@ -285,6 +344,7 @@ $`div\,\overrightarrow{j} + \epsilon_0 \;\dfrac{\partial}{\partial t} ...@@ -285,6 +344,7 @@ $`div\,\overrightarrow{j} + \epsilon_0 \;\dfrac{\partial}{\partial t}
* En utilisant la loi de Maxwell-Gauss $`div\,\overrightarrow{E}=\dfrac{\dens^{3D}}{\epsilon_0}`$ nous obtenons l'équation de conservation locale de la charge électrique en régime variable (donc toujours vérifiée) : * En utilisant la loi de Maxwell-Gauss $`div\,\overrightarrow{E}=\dfrac{\dens^{3D}}{\epsilon_0}`$ nous obtenons l'équation de conservation locale de la charge électrique en régime variable (donc toujours vérifiée) :
<br> <br>
$`div\,\overrightarrow{j} +\dfrac{\partial \dens^{3D}}{\partial t}=0`$ $`div\,\overrightarrow{j} +\dfrac{\partial \dens^{3D}}{\partial t}=0`$
--------------------->
* Nous pouvons intégrer cette égalité locale sur un volume $`\tau`$ quelconque : * Nous pouvons intégrer cette égalité locale sur un volume $`\tau`$ quelconque :
<br> <br>
......
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