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Examens Corrigés d'électrostatique     


بسم الله الرحمن الرحيم والصلاة  والسلام على أشرف المرسلين سيدنا محمد وعلى آله وصحبه ومن تبعه بإحسان إلى يوم الدين ، أما بعد،مرحبا بكم في مداونة الطالب الجامعي  اليوم ان شاء الله سوف نقدم لكم اخواني الطلبة في هذه الدقائق الاخير للامتحانات والذي تعد الدقيقة الحاسمة من اجل تخطي الطالب للمرحلة الاولة في الجامعة, كما لا يخفي على الجميعمداونة الطالب الجامعي هي دائما في خدمة الطالب وذالك من اجل الرقى بالطالب وتسهل عليه المعلومة 

الشكرا الموصول لكافة الطلبة الذين يراسلونني برسائل تحفيزية والتي تدعنوني اتحفز اكثر والشكرا كذالك للخوان الذين لم يتفاعلو حتي بلايك

نوسف نقدم لكم نمودج لمتحان éléctrostatique s2 اتمني ان تستفيدو وتوفيدو غيركم والله ولى التوفيق 



  

Examens Corrigés d'électrostatique     




Exercice 1 : Les parties I, II et III sont indépendantes


Partie I

On considère une charge ponctuelle q placée dans le vide à l’origine O du système de coordonnées sphériques de base 
1) Donner l’expression du champ électrostatique  crée par cette charge en un point M de l’espace situé à la distance r de O. Exprimer  en fonction du vecteur  
2) Calculer la circulation de  le long d’un contour quelconque limité par deux points A et B.
Soit V(M) le potentiel électrostatique crée en M par la charge q. En déduire la différence de potentiel entre A et B, puis la circulation de  le long d’un contour fermé.

Partie II

On considère deux charges ponctuelles identiques (q > 0) distantes de 2a et placées dans le vide en deux points A(0, a, 0) et B(0, -a, 0) de l’axe 
1) Calculer le champ électrostatique  crée par ces deux charges en un point M de la médiatrice de AB. On note O le milieu de AB et on pose : 
2) Que devient l’expression de lorsqu’on remplace la charge q en A par –q.

Partie III

Soit un fil AB de longueur L confondu avec l’axe Oz, chargé avec une densité linéique λ uniforme.
1) Calculer le champ électrostatique  crée par ce fil en un point M de la médiatrice de AB.
On note O le milieu de AB et on pose : OM = r. Ecrire en fonction de la charge totale Q du fil.
2) En déduire le champ  crée par un fil infini.
3) Calculer, à une constante près, le potentiel électrostatique V crée par le fil infini. En déduire la différence de potentiel entre deux points M1 et M2 de la médiatrice de AB.

Exercice 2 : Les parties I et II sont indépendantes

Dans l’espace assimilé au vide, la plan Π (xOy) d’un repère orthonormé direct de base  porte une charge de densité surfacique σ > 0. Le champ électrostatique crée par cette distribution en tout point M de l’espace est :

Partie I

1) Calculer le potentiel électrostatique V(M) dans les deux régions z > 0 et z < 0. On donne :

(0) 0 .
2) On superpose au plan précédent à la distance z = d > 0, un plan Π1 uniformément chargé avec une densité (-σ).
    a) En utilisant le principe de superposition, déterminer le champ électrostatique dans les trois régions : z > d, 0 < z < d et z < 0.
    b) En déduire le potentiel électrostatique V(M) dans les trois régions : z ≥ d, 0 ≤ ≤ d et z ≤ 0. On donne :(0) 0 .
3) Représenter E(M) et V(M) en fonction de z. Commenter ces courbes.

Partie II

A la distance z = d > 0, le plan Π1 est remplacé par une demi-sphère de rayon R qui pose sur un disque de même rayon E et d’épaisseur très faible. La demi-sphère et le disque ne porte aucune charge (figure 1).

Figure 1
Calculer le flux Φ du champ électrostatique crée par le plan Π à travers la surface fermée formée par la demi-sphère et le disque.

Voir La solution

La Corrigé d'Examen 1 d'électrostatique

Exercice 1

Partie I

1) En coordonnées sphériques (r, θϕ) de base le champ est donné par :

Partie II

2) On remplace la charge q en A par (-q) :
Et donc,

Partie III

1) Soient deux points P et P’ symétrique par rapport à O. Autour de P et P’, un élément dcontient une charge
dq λdl λdz .
* La charge élémentaire dq(P) crée le champ élémentaire 
* La charge élémentaire dq(P') crée le champ élémentaire 
Le champ crée par les deux éléments symétriques a une seule composante suivant  puisque les composantes suivant z’z se compensent.
D’autre part, 
Donc,
Le champ total est :
* La charge totale du fil est :  et donc : . Le champ peut s’exprimer en fonction de la charge totale :
Rq. On peut retrouver ce résultat, en écrivant le champ dans le cas où << / 2 :
3) V pour un fil infini :

Exercice 2

Partie I

2) Superposition

b) Potentiel V(M)
Puisque le potentiel est continu en z = 0 et en z = d, on a :
3) Représentation de E(z) et V(z)
Commentaires : le champ  est discontinu en z = 0 et en z = d ; alors que le potentiel est continu.

Partie II


Le plan Π crée un champ : 
Soit D : la surface du disque et S la surface d’une demi-sphère et D'S
En un point M du disque D :
Le signe – traduit le fait que le flux de  à travers D est sortant.
* En un point M de la sphère S :
Ainsi, le flux total est :

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