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...@@ -215,4 +215,137 @@ P_1\,(M, \overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_{\varphi}})\; \text{plan d ...@@ -215,4 +215,137 @@ P_1\,(M, \overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_{\varphi}})\; \text{plan d
#### Y-a-t'il des lieux où $`\overrightarrow{B}`$ est déjà totalement déterminé par les symétries et invariances ? #### Y-a-t'il des lieux où $`\overrightarrow{B}`$ est déjà totalement déterminé par les symétries et invariances ?
à faire à faire
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#### Quelle expression du rotationnel de $`\overrightarrow{B}`$ choisir ?
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
* L'étude se réalise dans le repère cylindrique $`(O, \overrightarrow{e_{\rho}}, \overrightarrow{e_{\varphi}}, z)`$
* $`\Longrightarrow`$ nous choisissons l'*expression en coordonnées cylindriques* de du rotationnel :
<br>
**$`\mathbf{div\overrightarrow{E}=
\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{\partial\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{\partial\,\rho}
+\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{\partial\,E_{\varphi}}{\partial\,\varphi}
+\dfrac{\partial\,E_z}{\partial\,z}}`$**
--------------------------------------------->
#### Qu'implique la direction de $`\overrightarrow{E}`$ ?
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
* L'étude des symétries de la distribution de charge implique en tout point de l'espace : **$`\mathbf{\overrightarrow{E}=E_{\rho}\,\overrightarrow{e_{\rho}}}`$**
* $`\Longrightarrow`$ les autres composantes de champ *$`\mathbf{E_{\varphi} \text{ et } E_z}`$ sont nulles* en tout point de l'espace :
<br>
$`\overrightarrow{E}=E_{\rho}\,\overrightarrow{e_{\rho}}=E_{\rho}\,\overrightarrow{e_{\rho}}+0\,\overrightarrow{e_{\varphi}}+0\,\overrightarrow{e_z}`$
**$` \Longrightarrow\left\{
\begin{array}{l}
\mathbf{E_{\varphi}=0} \\
\mathbf{ E_z=0}
\end{array}
\right.`$**
* Si $`\mathbf{E_{\varphi}=E_z=0}`$ en tout point de l'espace $`\mathscr{E}`$, alors leur valeur nulle ne varie pas d'un point à un autre point voisin par translation élémentaire $`dz`$ ou variation élémentaire d'angle $`d\varphi`$. Donc *les dérivées partiellles de $`\mathbf{E_{\varphi}\text{ et }E_z}`$ par rapport à $`\mathbf{z\text{ et }\varphi}`$ sont nulles*.
$`\mathbf{\forall M \in \mathscr{E}\, , E_{\varphi}=E_z=0}`$
**$` \Longrightarrow\left\{
\begin{array}{l}
\mathbf{\dfrac{\partial E_{\varphi}}{\partial\varphi}=0 \;\;\text{ et } \;\;\dfrac{\partial E_{\varphi}}{\partial z}=0} \\
\mathbf{\dfrac{\partial E_z}{\partial\varphi}=0 \;\;\text{ et } \;\;\dfrac{\partial E_z}{\partial z}=0}
\end{array}
\right.`$**
* $`\Longrightarrow`$ l'expression de *la divergence de $`\overrightarrow{E}`$ se simplifie* en tout point de l'espace :
**$`\mathbf{div\overrightarrow{E}}`$**
$`\require{\cancel}=\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{\partial\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{\partial\,\rho}
+\xcancel{\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{\partial\,E_{\varphi}}{\partial\,\varphi}}
+\xcancel{\dfrac{\partial\,E_z}{\partial\,z}}`$
**$`\mathbf{\quad\quad=\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{\partial\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{\partial\,\rho}}`$**
--------------------------------------------->
#### Qu'impliquent les invariances de $`\overrightarrow{E}`$ ?
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
* L'étude des invariances de la distribution de charge implique en tout point de l'espace : **$`\mathbf{\overrightarrow{E}=\overrightarrow{E}(\rho)}=E_{\rho}(\rho)\,\overrightarrow{E_\rho}`$**
* Dans l'espression $`\dfrac{\partial\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{\partial\,\rho}`$, le terme **$`\rho\,E_{\rho}(\rho)`$** est une **fonction de la seule coordonnée $`\rho`$**. l'opérateur de *dérivée partielle* $`\dfrac{\partial}{\partial\,\rho}`$ peut être *remplacée par* l'opérateur de *dérivée totale* $`\dfrac{d}{d\rho}`$.
* $`\Longrightarrow`$ la divergence de $`\overrightarrow{E}`$ se réécrit :
**$`\mathbf{div\overrightarrow{E}=\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{d\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{d\rho}}`$**
--------------------------------------------->
#### Comment remonter à l'expression de $`\overrightarrow{E}`$ ?
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
* $`div\overrightarrow{E}=\dfrac{1}{\rho}\cdot\dfrac{d\left(\rho\,E_{\rho}\right)}{d\rho}`$ permet l'*écriture de la différentiel $`d\left(\rho\,E_{\rho}\right)`$* de la fonction $`\rho\,E_{\rho}`$ sous la forme :
<br>
**$`\mathbf{d\left(\rho\,E_{\rho}\right)=\rho\,div\overrightarrow{E}\cdot d\rho}`$**
* L'*intégration de $`d\left(\rho\,E_{\rho}\right)`$ entre $`\rho=0`$ et $`\rho_M`$*, $`M=M(\rho_M\,,\varphi_M\,, z_M)`$ étant un point quelconque de l'espace donne :
<br>
**$`\displaystyle\mathbf{\int_{\rho=0}^{\rho_M}d\left(\rho\,E_{\rho}\right)=\rho_M\,E_{\rho}(\rho_M)-0\times E_{\rho}(0)}`$**
* **par raisons de symétries**, *$`\mathbf{\overrightarrow{E}}`$ est nul sur l'axe $`\mathbf{Oz}`$*,
$`\overrightarrow{E}(\rho=0) = \overrightarrow{0} \Longrightarrow 0 \times E_{\rho}(0)=0`$,
(il suffisait de montrer que le champ garde une valeur finie en $`\rho=0`$)
<br>
$`\quad\Longrightarrow`$ **$`\displaystyle\mathbf{\rho_M\,E_{\rho}=\int_{\rho=0}^{\rho_M}d\left(\rho\,E_{\rho}\right)}`$**
* Nous obtenons alors, *en tout point $`\mathbf{M=M(\rho_M\,,\varphi_M\,, z_M)}`$*,
<br>
**$`\left\{\begin{array}{l}
\mathbf{\rho_M=0\Longrightarrow \overrightarrow{E}=\overrightarrow{0}} \\
\mathbf{\displaystyle\rho_M\gt 0 \Longrightarrow \overrightarrow{E}=\dfrac{1}{\rho_M}\int_{\rho=0}^{\rho_M}d\left(\rho\,E_{\rho}\right)\cdot\overrightarrow{e_{\rho}}}
\end{array}\right.`$**
--------------------------------------------->
#### Comment faire le lien avec la distribution de charges puis en déduire $`\overrightarrow{E}`$ ?
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
<br>
<!--A ADAPTER AU CHAMP MAGNETIQUE-----------
---------------------
#### **1 -** Cylindre infini de rayon $`R`$ chargé uniformément en volume
##### Description de $`\dens`$ :
<br>
---------------------
#### **2 -** Cylindre infini de rayon $`R`$ chargé non uniformément en volume
##### Description de $`\dens`$ :
* Prenons l'**exemple** de la distribution :
**$`\quad\left\{\begin{array}{ll}
&= \\
&= \\
&= 0
\end{array}\right.`$**
<br>
---------------------
#### **3 -** Cylindre infini creux de rayons intérieur $`R_{int}`$ et extérieur $`R_{ext}`$
<br>
---------------------
#### **4 -** Cylindre infini de rayon $`R`$ chargé uniformément en surface
--------------------------------------------->
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