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FSM MEKNES ELECTROMAGNÉTISME-S4 EXAMENS CORRIGES http://saborpcmath.com COURS EN LIGNE PAR WHATSAPP :06-02-49-49-25 SMPC SMAI CPGE ENSA,M FST Résumé des cours, corrigé des exercices et des examens, pour les étudiants niveau universitaire PHYSIQUE : MATH : INFORMATIQUE : CHIMIE : Veuillez nous contacter : 06-38-14-88-74
1/2 UNIVERSITE MOULAY ISMAIL Année Universitaire 2021 / 2022 FACULTE DES SCIENCES Filière : SMP 4 DEPARTEMENT DE PHYSIQUE Module : Electricité 3 Examen de la session ordinaire Juin 2022 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- QUESTIONS DU COURS : 1) Rappeler les caractéristiques d’un ferromagnétique doux et d’un ferromagnétique dur, en précisant les domaines d’utilisation pratique de chaque matériau. 2) Que représente dans un cycle d’hystérésis en coordonnées (J,H)   : L’aimantation de saturation s J  . L’aimantation rémanente r J  Le champ coercitif Hc  . ONDES ELECTROMAGNETIQUES DANS LES MILIEUX MATERIELS : Une OEM plane progressive monochromatique incidente (E ,B ,k ) i1 i1 i1    , de pulsation  , se propageant dans l’air (milieu 1, 0 0 1  , , n ), arrive sous un angle d’incidence 1 à la surface ( plan YOX) 1  d’un bon conducteur (milieu 2), en mode fondamental de polarisation Transverse magnétique (TM). L’onde (E ,B ,k ) r1 r1 r1    réfléchie sur la surface ( ) 1 du conducteur arrive à son tour à une deuxième surface ( plan Y O X ) 2      , séparant le milieu 1 (air) à un diélectrique non absorbant (milieu 3, r 0 3 1  , , n  n ), donnant naissance à une onde (E ,B , k ) r3 r3 r3    réfléchie dans le milieu 1, et une onde (E ,B ,k ) t3 t3 t3    transmise dans le milieu 3 sous un angle 3  . 1) Représenter sur une figure les champs électromagnétiques (E ,B ) i1 i1   ,(E ,B ) r1 r1   , (E ,B ) r3 r3   et (E ,B ) t3 t3   , en se basant sur les propriétés des O.E.M. planes. Milieu 3 : Diélectrique (n3) Milieu 1 : Air (n1=1) Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X Z Z’ • • Milieu 2 : Conducteur Y’ ki1 kr1 kt3 kr3 θ1 θ3 θ1 X’ ( ∑ 2 ) ( ∑ 1 )
2/2 2) Ecrire la relation qui existe entre les modules des vecteurs d’onde i1 r1 kr3 k , k et . 3) Donner les expressions des vecteurs d’onde i1 r1 r3 kt3 k , k , k et     dans la base cartésienne (e , e , e ) x y z    . 4) Ecrire les expressions des champs électromagnétiques réels : a- (E ,B ) i1 i1   de l’onde incidente. b- (E ,B ) r1 r1   de l’onde réfléchie sur la surface ( ) 1 du conducteur. c- (E ,B ) r3 r3   de l’onde réfléchie sur la surface ( ) 2 du milieu diélectrique. d- (E ,B ) t3 t3   de l’onde transmise dans le milieu diélectrique. On désignera par : 0i1 B0i1 E et les amplitudes respectives des champs i1 Bi1 E et   . 0r1 B0r1 E et les amplitudes respectives des champs r1 Br1 E et   . 0r3 B0r3 E et les amplitudes respectives des champs r3 Br3 E et   . 0t3 B0t3 E et les amplitudes respectives des champs t3 Bt3 E et   . 5) Déterminer l’expression du vecteur unitaire de la direction du champ électrique E (M,t) i1  de l’onde incidente. Préciser le type de polarisation de l’onde incidente. 6) -Déterminer le vecteur de Poynting R (M,t) t  de l’onde transmise dans le milieu 3. -Que représente ce vecteur quant à la puissance électromagnétique transportée par l’onde ? 7) Sachant que le milieu conducteur (milieu 2) est un bloc de cuivre caractérisé par : Conductivité électrique : 5810 S/m 7   , Profondeur de pénétration de l’onde :   0.066mm Perméabilité magnétique du vide : 4 10 H/m 7 0     Calculer la fréquence de l’onde électromagnétique incidente. ================================================
1/5 UNIVERSITE MOULAY ISMAIL Année Universitaire 2021 / 2022 FACULTE DES SCIENCES Filière : SMP 4 DEPARTEMENT DE PHYSIQUE Module : Electricité 3 Examen de la session ordinaire 15 juin 2022 Corrigé ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- QUESTIONS DU COURS : 1) Ferromagnétique doux Ferromagnétique dur Forme du cycle d’hystérésis étroit (fin) Large Excitation coercitive (Hc) faible (inférieur à 1 000 A m −1) très élevée (de 50 à 1 500 kA/m) Ils s’aimantent et se désaimantent très facilement. Ils s’aimantent et se désaimantent très difficilement. Utilisation pratique Fabrication des circuits magnétiques des machines : Moteurs, transformateurs, électroaimants Fabrication des aimants permanents 2) Dans un cycle d’hystérésis en coordonnées (J,H)   : L’aimantation de saturation s J  est l’aimantation maximale acquise par un matériau magnétique, soumis à un champ appliqué. L’aimantation rémanente r J  est l’aimantation qui se conserve dans le matériau après disparition du champ magnétique qui lui donné naissance. Le champ coercitif Hc  est l’excitation magnétique qu'il faut appliquer pour désaimanter le matériau ferromagnétique. ONDES ELECTROMAGNETIQUES DANS LES MILIEUX MATERIELS : 1) Voir représentation des différents champs sur la figure ci-après. Pour représenter les champs électromagnétiques on tiendra compte des points suivants : ■ Le mode fondamental de polarisation étant ici le mode Transverse Magnétique (TM) : Les quatre champs magnétiques i1 r1 r3 Bt3 B , B , B et     sont perpendiculaires au plan d’incidence (YOZ), donc ils sont parallèles à la direction OX du repère cartésien B // OX  . Le champ électrique, quant à lui, il est dans le plan d’incidence E(YOZ)  , soit : B (M,t) B (M,t).e B (M,t) B (M,t).e B (M,t) B (M,t).e B (M,t) B (M,t).e t3 t3 r3 r3 r1 r1 i1 i1x            x x x x x x x         E (M,t) E (M,t).e E (M,t).e E (M,t) E (M,t).e E (M,t).e E (M,t) E (M,t).e E (M,t).e E (M,t) E (M,t).e E (M,t).e t3 t3 t3 r3 r3 r3 r1 r1 r1 i1 i1y i1z                y y z z y y z z y y z z y z            