Gyromag

É L E C T R I C I T É
E T
M A G N É T I S M E
Problèmes
No 6 (A11)
Voici la troisième
série de problèmes
représentatifs du
chapitre à effectuer
une fois que nous
aurons vu au moins
3 applications du
théorème de Gauss
Gyromag
Faites d’abord mes
préférés.
Petit bulletin pour planifier vos apprentissages électromagnétiques ...
Série de problèmes No 3
Chapitres 3 (Le théorème de Gauss
No 1 : Bloc d’aluminium
Un bloc d’aluminium de forme asymétrique (grosse roche) porte une charge totale positive de 10 microcoulombs et repose immobile sur une
table isolante en plein milieu de notre classe. À l’intérieur de ce bloc, il y a une petite cavité sphérique vide au centre de laquelle se trouve
(théoriquement) une charge ponctuelle positive de 3 microcoulombs. Fournir d’abord une schématisation électrique complète de cette
situation, justifiée d’une phrase expliquant très précisément les particularités de votre schéma. Ensuite, si on fait apparaître dans toute la
classe un fort champ électrique constant, orienté de l’est vers l’ouest, tracez l’allure des lignes de champ [ avec un nouveau schéma] autour
et partout au travers du bloc, par une vue à partir du fond de la classe vers le tableau (le bloc étant évidemment quelque part entre les 2).
No 2 : Cylindre isolant
On distribue dans un cylindre isolant très long, de rayon (R), des charges électriques positives en les répartissant partout (à partir du centre)
avec une densité volumique uniforme valant ρ. En appliquant le théorème de Gauss à cette configuration, montrez comment vous obtenez
l’expression du champ électrique, à une distance (r) de l’axe du cylindre située hors de celui-ci ?
No 3 : MacBookAir
Vous êtes assis dans notre classe, face au tableau, et sur votre table je place, en face de vous, un superbe Mac Book Air qui n’attend qu’à
être exploré. Vous ouvrez à l’aide de votre main droite, son écran panoramique (28 cm par 18 cm) rétro-éclairé par diodes
électroluminescentes, en le soulevant lentement vers le haut, jusqu’à ce qu’il soit perpendiculaire au clavier. Abasourdi par la résolution de
l’image, vous tombez en léthargie avec le maxillaire inférieur complètement désaxé.....! Une minute après, alors que l’ordi se met en veille
(écran noir) vous vous réveillez et attachez un petit fil isolant, de masse négligeable, au sommet et au centre de cet écran, en fait juste au
dessus de sa caméra intégrée, puis à l’autre extrémité du fil vous attachez une petite balle en styromousse (isolante) ayant une masse d’un
milligramme et qui pend, en contact avec l’écran, en plein milieu de celui-ci. La petite boule possède une charge négative totale de 20
nanocoulombs répartie uniformément dans son volume. Soudainement, après que votre main ait effleuré le « pavé multitouche », l’écran
s’illumine, répartissant instantanément une quantité de charges uniformes sur toute sa surface isolante alors que l’on constate
mystérieusement que la petite bille s’éloigne de l’écran. Si finalement, la boule s’immobilise alors que son fil fait un angle exactement de 30
degrés avec l’écran (vue à partir de l’ouest), déterminez alors la grandeur de la densité surfacique de charges réparties sur toute la surface
de l’écran? [schématisation initiale complète de la situation en fournissant 2 vues, une à partir de votre position (du Sud vers le Nord) et une
autre à partir de l’Ouest vers l’Est) ainsi qu’un vue finale avec tous les paramètres électromagnétiques trouvés.
Bonus : estimez le nombre total d’électrons qui seraient répartis sur l’écran de l’ordinateurs ?
Planifications PDT, LCD, LED et OLED .....
Un ordinateur vieillot comportait un tube à écran cathodique que nous avons
suffisamment étudié jusqu’ici. Nous finaliserons notre compréhension de ce qui
se passe à l’intérieur au prochain chapitre. Peut-être avez-vous regardé
récemment une émission sur un superbe grand écran ! Était-ce un LCD, ou un
LED ou un TFT ou peut-être un OLED !!!
Pour y voir clair (en fait tous ces écrans rivalisent en clarté) je vous propose
comme mini-recherche d’équipe, de décrire brièvement (un bon paragraphe
pour chacun) ce qui est à la base du fonctionnement de chacun de ces 4 types
d’écrans plats (description évidemment plus scientifique que commerciale)
puis de fournir des paramètres électriques caractéristiques que vous pourriez
trouver [charge, champ, voltage, courant, etc.] et permettant de les distinguer «
électromagnétiquement » parlant (image ou schéma avec vue pertinente pour
mieux saisir sont évidemment les bienvenues).
Facultatif, mais si vous produisez un document sur une feuille recto-verso (2
écrans décrits par page) en y inscrivant en haut sur une seule ligne, au centre
le nom de votre équipe et au dessous, les NfAp des membres de l’équipe le
méritant (à vous de vous entendre) et en plus en respectant l’échéance à
l’agenda, alors je photocopierai à chacun pour le rendre disponible comme
mémo aux futurs examens.
Planifications
Mes 5 préférés du livre...
Livre Page 83 : Questions et problèmes
No 17 : Les mots sont importants dans ce chapitre !
No 18 : On approfondi le CRT (TRC en français) !
No 20 : Vous n’êtes plus dans le champ ???
Ne pas oublier l’auto-évaluation partie 1 page 86.