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Soient $`\overrightarrow{U} un champ vectoriel, et $`\phi`$ un champ scalaire. Soient $`\overrightarrow{U} un champ vectoriel, et $`\phi`$ un champ scalaire.
* $`\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{grad}\,\phi=\overrightarrow{0}`$ * $`\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{grad}\,\phi=\overrightarrow{0}`$
* div\,\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}=0`$ * $`div\,\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}=0`$
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*Définition de l'opérateur laplacien scalaire* *Définition de l'opérateur laplacien scalaire*
$`\large{\Delta}=div\;\overrightarrow{grad}`$ $`\Delta}=div\;\overrightarrow{grad}`$
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$`\overrightarrow{\Delta}=\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{U}\big) $`\overrightarrow{\Delta}=\overrightarrow{grad}\big(div\;\overrightarrow{U}\big)
-\overrightarrow{rot}\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}\big)`$ -\overrightarrow{rot}\big(\overrightarrow{rot}\,\overrightarrow{U}\big)`$
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*Définition du gradient* :
Soit $`\phi`$ un champ scalaire.
En un point quelconque de l'espace, un déplacement élémentaire $`\overrightarrow{dl}`$ induit
une variation élémentaire $`d\phi`$ de la valeur du champ.
Le vecteur $`\overrightarrow{grad}\,\phi`$ réalise ne lien entre $`d\phi`$ et $`\overrightarrow{dl}`$ au point considéré :
$`\mathbf{d\phi=\overrightarrow{grad}\,\phi\cdot\overrightarrow{dl}}`$
*Expressions du gradient*
Coordonnées cartésiennes :
$`\begin{align}
\overrightarrow{grad}\,\phi &=\dfrac{\partial \phi}{\partial x}\,\overrightarrow{e_x}+\dfrac{\partial \phi}{\partial y}\,\overrightarrow{e_y}+\dfrac{\partial \phi}{\partial z}\,\overrightarrow{e_z} \\
&=\overrightarrow{\nabla}\,\phi
\end{align}`$
  avec opérateur nabla :
  $`\overrightarrow{\nabla}=\dfrac{\partial}{\partial x}\,\overrightarrow{e_x}+\dfrac{\partial}{\partial y}\,\overrightarrow{e_y}+\dfrac{\partial}{\partial z}\,\overrightarrow{e_z}`$
Coordonnées cylindriques :
$`\overrightarrow{grad}\,\phi=\dfrac{\partial \phi}{\partial \rho}\,\overrightarrow{e_{\rho}}+\dfrac{1}{\rho}\,\dfrac{\partial \phi}{\partial \varphi}\,\overrightarrow{e_{\varphi}}+\dfrac{\partial \phi}{\partial z}\,\overrightarrow{e_z}`$
Coordonnées sphériques :
$`\overrightarrow{grad}\,V=\dfrac{\partial \phi}{\partial r}\,\overrightarrow{e_r}+\dfrac{1}{r}\,\dfrac{\partial \phi}{\partial \theta}\,\overrightarrow{e_{\theta}}+\dfrac{1}{r\,sin\,\theta}\,\dfrac{\partial \phi}{\partial \varphi}\,\overrightarrow{e_{\varphi}}`$
*Champ de gradient d'un champ scalaire* :
L'ensemble des vecteurs gradients en tout point de l'espace est un champ vectoriel, appelé champ de gradient
*Opérateur gradient*
L'opérateur $`\overrightarrow{grad}`$, appliqué à un champ scalaire $`\phi`$ et en un point de l'espace, donne
le vecteur $`\overrightarrow{grad}\,\phi`$
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