Physique II(ING117-A)
| Nom du Cours | Semestre du Cours | Cours Théoriques | Travaux Dirigés (TD) | Travaux Pratiques (TP) | Crédit du Cours | ECTS | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ING117-A | Physique II | 2 | 3 | 0 | 2 | 4 | 5 |
| Cours Pré-Requis | |
| Conditions d'Admission au Cours |
| Langue du Cours | Français |
| Type de Cours | Obligatoire |
| Niveau du Cours | Licence |
| Enseignant(s) du Cours | Erden TUĞCU etugcu@gsu.edu.tr (Email) |
| Assistant(e)s du Cours | Mustafa Berk BACAKSIZ mbacaksız@gsu.edu.tr (Email) |
| Objectif du Cours | L'objectif principal de ce cours est de faire comprendre aux étudiants les lois universelles de la théorie électromagnétique, par une approche globale allant des charges statiques à la dynamique des charges en mouvement, et finalement aux ondes électromagnétiques. En partant de la modélisation des principes électrostatiques et magnétostatiques à l'aide d'une solide base mathématique (analyse vectorielle, intégrales de surface et de volume), le cours vise une compréhension approfondie des équations de Maxwell qui résument l'interaction dynamique des champs électriques et magnétiques. Ce processus, soutenu par la résolution interactive de problèmes en classe et la méthodologie d'apprentissage actif (classe inversée), a pour but de doter les étudiants de la compétence (formation à la résolution de problèmes) nécessaire pour appliquer des concepts électromagnétiques abstraits à des problèmes d'ingénierie concrets tels que les circuits électriques, les systèmes d'induction et la propagation des ondes. |
| Contenus |
-1. Électrostatique Concept de charge (Distributions de charges ponctuelle, linéique, surfacique et volumique) Loi de Coulomb Champ électrique et lignes de champ électrique Potentiel électrique et énergie potentielle Loi de Gauss et ses applications aux distributions de charges symétriques Capacité, condensateurs et matériaux diélectriques 2. Magnétostatique Concept de champ magnétique et force magnétique (Force de Lorentz) Effet magnétique du courant (Champ magnétique des charges en mouvement) Loi de Biot-Savart Loi d'Ampère et ses applications 3. Électrodynamique : Induction Concept de flux magnétique Loi d'induction de Faraday Loi de Lenz (Direction du courant induit et conservation de l'énergie) Force électromotrice (f.é.m.) de mouvement (ou motionnelle) Auto-induction et induction mutuelle Énergie du champ magnétique 4. Circuits Électriques : Circuits à Courant Continu Intensité du courant, densité de courant et résistance (Loi d'Ohm) Force électromotrice (f.é.m.) et tension Lois de Kirchhoff (Loi des nœuds et loi des mailles) Théorèmes de Thévenin et de Norton 5. Équations de Maxwell Courant de déplacement et loi d'Ampère-Maxwell (Création d'un champ magnétique par un champ électrique variable dans le temps) Forme globale des équations de Maxwell (Expressions intégrales et différentielles) : Loi de Gauss pour l'électricité Loi de Gauss pour le magnétisme (Absence de monopôles magnétiques) Loi de Faraday Loi d'Ampère-Maxwell 6. Ondes Électromagnétiques Dérivation de l'équation des ondes électromagnétiques à partir des équations de Maxwell Propriétés des ondes électromagnétiques planes (Orthogonalité des champs E et B entre eux et à la direction de propagation) Relation entre la vitesse de la lumière (c) et la permittivité électrique(?_0) et la perméabilité magnétique(µ_0) du vide Vecteur de Poynting : Transport d'énergie et quantité de mouvement dans les ondes électromagnétiques Spectre électromagnétique |
| Acquis d'Apprentissage du Cours |
• 1 : Calculer le champ électrique et le potentiel électrique pour des distributions de charges ponctuelles et continues en utilisant les lois de Coulomb et de Gauss. • 2 : Déterminer les champs magnétiques créés par des charges en mouvement et des courants électriques à l'aide des lois de Biot-Savart et d'Ampère ; analyser les forces magnétiques (force de Lorentz) agissant sur les charges. • 3 : Effectuer des calculs de courant, de tension et de résistance équivalente dans des circuits à courant continu (CC) en appliquant la loi d'Ohm, les lois de Kirchhoff et les théorèmes de Thévenin/Norton. • 4 : Modéliser les phénomènes d'induction électromagnétique en utilisant les lois de Faraday et de Lenz, et déterminer la force électromotrice (f.é.m.) induite dans les systèmes dynamiques. • 5 : Interpréter les équations de Maxwell sous forme intégrale et différentielle pour résumer l'interaction dynamique entre les champs électriques et magnétiques ainsi que la symétrie dans la nature. • 6 : Dériver l'équation des ondes électromagnétiques à partir des équations de Maxwell ; évaluer la propagation des ondes dans le vide et le transport d'énergie à l'aide du vecteur de Poynting. |
| Méthodes d'Enseignement |
Dans ce cours, le modèle de la « Classe Inversée » (Flipped Classroom) et des stratégies d'apprentissage actif sont mis en œuvre afin de maximiser les capacités de réflexion analytique des étudiants et de transformer les connaissances théoriques en pratique. • Application de la Classe Inversée : Le transfert traditionnel des connaissances théoriques a été déplacé en dehors des heures de cours. Il est attendu des étudiants qu'ils viennent en classe préparés en ayant consulté les supports de lecture et les notes de cours partagés sur la plateforme d'apprentissage (Moodle/Teams) avant chaque séance. • Apprentissage Actif en Classe : L'environnement de la classe n'est plus un espace d'écoute passive ; il est utilisé comme un « laboratoire/atelier interactif » où les sujets préalablement étudiés (par exemple, les équations de Maxwell, l'analyse de circuits) sont discutés en profondeur et les problèmes d'ingénierie complexes sont résolus. • Présentation Numérique Dynamique : Les cours sont dispensés à l'aide d'applications de tableau blanc numérique interactif telles que des tablettes et OpenBoard. La modélisation des lignes de champ électrique et magnétique, les analyses vectorielles en trois dimensions et les dérivations complexes de calcul sont construites en temps réel sur le tableau en interaction avec les étudiants. • Apprentissage par les Pairs (Peer Instruction) : En posant des questions d'orientation en classe, les étudiants sont encouragés à débattre entre eux et à parvenir au bon modèle mathématique ou physique. • Modélisation d'Ingénierie du Monde Réel : Les lois électromagnétiques abstraites sont concrétisées par des exemples actuels tirés directement d'applications d'ingénierie, telles que les circuits électriques, les moteurs à induction et les systèmes de communication. |
| Ressources |
Notes de cours et Travaux Dirigés Plateformes d'apprentissage Moodle / Teams |
Intitulés des Sujets Théoriques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
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Intitulés des Sujets Pratiques
| Semaine | Intitulés des Sujets |
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Contribution à la Note Finale
| Numéro | Frais de Scolarité | |
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| Toplam | 0 | 0 |
Contrôle Continu
| Numéro | Frais de Scolarité | |
|---|---|---|
| Toplam | 0 | 0 |
| No | Objectifs Pédagogiques du Programme | Contribiton | ||||
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Activités | Nombre | Durée | Charge totale de Travail |
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| Charge totale de Travail | 0 | ||
| Charge totale de Travail / 25 | 0.00 | ||
| Crédits ECTS | 0 | ||