L’essentiel 1S SPE

L’essentiel 1S SPE CHAP 3 Les champs en physique

1. Notion de champs ; champ scalaire et champ vectoriel

①

Sur une carte (2D) ou dans l’espace (3D), le champ est une grandeur physique associée à chaque point du système considéré

②

Si la grandeur est décrite par un nombre, le champ est scalaire (

DOC 1

) ; si elle est décrite par un vecteur, le champ est vectoriel (

^{DOC 2}

)

remarques : -

En un point donné, un champ scalaire possède une seule caractéristique : une valeur (+ unité associée)

- En un point donné, un champ vectoriel possède, comme un vecteur, 3 caractéristiques : direction, sens et valeur (+ unité associée)

③ 

Pour un champ scalaire, on appelle courbe équipotentielle l’ensemble des points ayant la même valeur de champ.

 Pour un champ vectoriel, on appelle lignes de champs les courbes tangentes aux différents vecteurs. Ces lignes de

champ sont orientées dans le même sens que le vecteur champ.

2. Caractéristiques de quelques champs vectoriels

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm

Champ gravitationnel Champ électrique Champ magnétique

Lignes de champ

Les lignes de champ sont orientées du point considéré vers la masse source

Les lignes de champ sont orientées vers la charge source si celle-ci est négative

et en partent si celle-ci est positive

Les lignes de champ magnétique sont orientées du pôle nord vers le pôle sud à l’extérieur de l’aimant

Valeur du

champ

R et z en m m(planète) en kg G = 6,67.10^-11 uSI

g (intensité du champ) en N/kg

d : distance (en m) entre la charge q et le point X considéré

qsource : charge (en C) de la charge q.

k = 9.10⁹ Usi

E : valeurduchampenN.C^-1 ou V.m^-1

Il n’existe pas de formule simple sauf pour certains dispositifs particuliers (solénoïde).

Le champ B s’exprime en Teslas (T)

Force

associée Hors programme

Applications ou cas particuliers

Sur une aire géographique limitée et une altitude faible, le champ gravitationnel peut être considéré comme uniforme (même direction, sens et valeur en tout point de la zone)

Un condensateur plan est assimilable à une ligne de charges + en vis-à-vis avec une ligne de charges -.

Entre ces 2 zones (armatures du condensateur), le champ électrique est à peu près uniforme

DOC 1 DOC 2

𝐄 X 𝐠

𝐁

P = m.g F

_source/X

= q (X). E

Sud magnétique

Nord magnétique

L’essentiel 1S SPE CHAP 3 Les champs en physique

1. Notion de champs ; champ scalaire et champ vectoriel

①

Sur une carte (2D) ou dans l’espace (3D), le champ est une grandeur physique associée à chaque point du système considéré

②

Si la grandeur est décrite par un nombre, le champ est scalaire (

DOC 1

) ; si elle est décrite par un vecteur, le champ est vectoriel (

^{DOC 2}

)

remarques : -

En un point donné, un champ scalaire possède une seule caractéristique : une valeur (+ unité associée)

- En un point donné, un champ vectoriel possède, comme un vecteur, 3 caractéristiques : direction, sens et valeur (+ unité associée)

③ 

Pour un champ scalaire, on appelle courbe équipotentielle l’ensemble des points ayant la même valeur de champ.

 Pour un champ vectoriel, on appelle lignes de champs les courbes tangentes aux différents vecteurs. Ces lignes de

champ sont orientées dans le même sens que le vecteur champ.

2. Caractéristiques de quelques champs vectoriels

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm

Champ gravitationnel Champ électrique Champ magnétique

Lignes de champ

Les lignes de champ sont orientées du point considéré vers la masse source

Les lignes de champ sont orientées vers la charge source si celle-ci est négative

et en partent si celle-ci est positive

Les lignes de champ magnétique sont orientées du pôle nord vers le pôle sud à l’extérieur de l’aimant

Valeur du

champ

R et z en m m(planète) en kg G = 6,67.10^-11 uSI

g (intensité du champ) en N/kg

d : distance (en m) entre la charge q et le point X considéré

qsource : charge (en C) de la charge q.

k = 9.10⁹ Usi

E : valeurduchampenN.C^-1 ou V.m^-1

Il n’existe pas de formule simple sauf pour certains dispositifs particuliers (solénoïde).

Le champ B s’exprime en Teslas (T)

Force

associée Hors programme

Applications ou cas particuliers

Sur une aire géographique limitée et une altitude faible, le champ gravitationnel peut être considéré comme uniforme (même direction, sens et valeur en tout point de la zone)

Un condensateur plan est assimilable à une ligne de charges + en vis-à-vis avec une ligne de charges -.

Entre ces 2 zones (armatures du condensateur), le champ électrique est à peu près uniforme

DOC 1 DOC 2

𝐄 X 𝐠

𝐁

P = m.g F

_source/X

= q (X). E

Sud magnétique

Nord magnétique

L’essentiel 1S SPE CHAP 3 Les champs en physique

1. Notion de champs ; champ scalaire et champ vectoriel

①

Sur une carte (2D) ou dans l’espace (3D), le champ est une grandeur physique associée à chaque point du système considéré

②

Si la grandeur est décrite par un nombre, le champ est scalaire (

DOC 1

) ; si elle est décrite par un vecteur, le champ est vectoriel (

^{DOC 2}

)

remarques : -

En un point donné, un champ scalaire possède une seule caractéristique : une valeur (+ unité associée)

- En un point donné, un champ vectoriel possède, comme un vecteur, 3 caractéristiques : direction, sens et valeur (+ unité associée)

③ 

Pour un champ scalaire, on appelle courbe équipotentielle l’ensemble des points ayant la même valeur de champ.

 Pour un champ vectoriel, on appelle lignes de champs les courbes tangentes aux différents vecteurs. Ces lignes de

champ sont orientées dans le même sens que le vecteur champ.

2. Caractéristiques de quelques champs vectoriels

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm

Champ gravitationnel Champ électrique Champ magnétique

Lignes de champ

Les lignes de champ sont orientées du point considéré vers la masse source

Les lignes de champ sont orientées vers la charge source si celle-ci est négative

et en partent si celle-ci est positive

Les lignes de champ magnétique sont orientées du pôle nord vers le pôle sud à l’extérieur de l’aimant

Valeur du

champ

R et z en m m(planète) en kg G = 6,67.10^-11 uSI

g (intensité du champ) en N/kg

d : distance (en m) entre la charge q et le point X considéré

qsource : charge (en C) de la charge q.

k = 9.10⁹ Usi

E : valeurduchampenN.C^-1 ou V.m^-1

Il n’existe pas de formule simple sauf pour certains dispositifs particuliers (solénoïde).

Le champ B s’exprime en Teslas (T)

Force

associée Hors programme

Applications ou cas particuliers

Sur une aire géographique limitée et une altitude faible, le champ gravitationnel peut être considéré comme uniforme (même direction, sens et valeur en tout point de la zone)

Un condensateur plan est assimilable à une ligne de charges + en vis-à-vis avec une ligne de charges -.

Entre ces 2 zones (armatures du condensateur), le champ électrique est à peu près uniforme

DOC 1 DOC 2

𝐄 X 𝐠

𝐁

P = m.g F

source/X

= q (X). E

Sud magnétique

Nord magnétique

C28 Recueillir et exploiter des informations (météorologie, téléphone portable, etc…) sur un phénomène

pour avoir une première approche sur la notion de champ.

  

C29 Décrire le champ associé à des propriétés physiques qui se manifestent en un point de l’espace.

  

C30 Comprendre comment la notion de champ a émergé historiquement d’observations expérimentales.

  

C31 Pratiquer une démarche expérimentale pour cartographier un champ magnétique ou électrostatique.

  

C32

Connaître les caractéristiques : - des lignes de champ vectoriel ; - d’un champ uniforme ;

- du champ magnétique terrestre ;

- du champ électrostatique dans un condensateur plan ; - du champ de pesanteur local.

  

C33 Identifier localement le champ de pesanteur au champ de gravitation, en première approximation.

  

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm

F

_source/X

= q (X). E

①

Sur une carte (2D) ou dans l’espace (3D), le champ est une grandeur physique associée à chaque point du système considéré : champ de température, champ de pression, champ de vitesse du vent etc…

Un champs est une grandeur physique associée à chaque point

Sur une carte ou dans l’espace,

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=5615

http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/champs/champs.htm