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f4901d45
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f4901d45
authored
Sep 29, 2022
by
Claude Meny
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...-vacuum/10.maxwell-equations/20.overview/cheatsheet.fr.md
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12.temporary_ins/90.electromagnetism-in-vacuum/10.maxwell-equations/20.overview/cheatsheet.fr.md
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f4901d45
...
...
@@ -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 ?
*
Partons de la combinaison d'opérateurs remarquable, valable pour tout champ vectoriel $
`\overrightarrow{U}`
$,
$
`div\,\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}=0`
$,
et appliquons là au champ d'induction magnétique $
`\overrightarrow{B}`
$ :
*
**Partons de**
la combinaison d'opérateurs remarquable, valable pour tout champ vectoriel $
`\overrightarrow{U}`
$,
qui s'énonce
*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>
$
`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}`
$.
Pour cela nous utilisons la loi de Maxwell-Ampère
...
...
@@ -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) :
<br>
$
`div\,\overrightarrow{j} +\dfrac{\partial \dens^{3D}}{\partial t}=0`
$
--------------------->
*
Nous pouvons intégrer cette égalité locale sur un volume $
`\tau`
$ quelconque :
<br>
...
...
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