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Les équations de Maxwell : la matière polarisable

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Description

Cette séance de cours couvre les équations de Maxwell dans la matière polarizable, en discutant des formes intégrales et différentielles, les équations dans le vide, et les considérations pour les matériaux diélectriques et magnétiques. Il explore également le concept de courant de déplacement, le vecteur de déplacement électrique et le vecteur d'aimantation. La séance de cours se décline dans les équations constituantes et la transformation des domaines dans différents cadres, soulignant l'importance d'une approche relativiste. De plus, il aborde les limites des équations de Maxwell dans l'explication de tous les phénomènes magnétiques et introduit la transformation et la relativité de Lorentz dans l'électrodynamique.

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Proximité ontologique

Physique

Électromagnétisme: Électromagnétisme

Concepts associés (32)

Équations de Maxwell

vignette|Plaque représentant les équations de Maxwell au pied de la statue en hommage à James Clerk Maxwell d'Edimbourg. Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent, avec l'expression de la force électromagnétique de Lorentz, les postulats de base de l'électromagnétisme. Ces équations traduisent sous forme locale différents théorèmes (Gauss, Ampère, Faraday) qui régissaient l'électromagnétisme avant que Maxwell ne les réunisse sous forme d'équations intégrales.

Vecteur de Poynting

En physique, le vecteur de Poynting est la densité de flux liée à la propagation de l'onde électromagnétique. Sa direction est la direction de propagation. On le note , , ou . Le flux du vecteur de Poynting à travers une surface (fermée ou non) est égal à la puissance véhiculée par l'onde à travers cette surface. Le module de ce vecteur est donc une puissance par unité de surface, c'est-à-dire une densité de flux d'énergie ; il est homogène à un éclairement énergétique et à une exitance énergétique ; et, dans le Système international (SI) d'unités, il s'exprime en watts par mètre carré.

Courant de déplacement

En électromagnétisme, le courant de déplacement est un terme introduit par Maxwell pour étendre aux régimes variables dans le temps le théorème d'Ampère valide en magnétostatique. Vers 1865, Maxwell a réalisé une synthèse harmonieuse des diverses lois expérimentales découvertes par ses prédécesseurs (lois de l'électrostatique, du magnétisme, de l'induction...). Mais cette synthèse n'a été possible que parce que Maxwell a su dépasser les travaux de ses devanciers, en introduisant dans une équation un « chaînon manquant », appelé le courant de déplacement, dont la présence assure la cohérence de l'édifice unifié.

Induction électrique

En électromagnétisme, l’induction électrique, notée , représente en quelque sorte la densité de charge par unité d'aire (en ) ressentie en un certain point : par exemple, une sphère de rayon entourant une charge subit à cause d'elle en chacun de ses points un certain champ électrique, identique à celui qu'engendrerait la même charge uniformément répartie sur l'aire de la sphère. La densité de charge surfacique ainsi obtenue est alors l'intensité de l'induction électrique.

Densité de courant

La densité de courant, ou densité volumique de courant, est un vecteur qui décrit le courant électrique à l'échelle locale, en tout point d'un système physique. Dans le Système international d'unités, son module s'exprime en ampères par mètre carré ( ou ). À l'échelle du système tout entier il s'agit d'un champ de vecteurs, puisque le vecteur densité de courant est défini en tout point.

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