bonjour j'ai une petit problème pour les question2, 3,5,6 ,4 ... je ne vois pas comment attaquer le problème .
voici l'énoncé :
On considere un condensateur spherique dont le rayon des armatures vaut respectivement a et b .
• Determiner la capacite C0 de ce condensateur lorsque le vide separe les armatures.
• Meme question lorsqu'un dielectrique de permittivite relative (espilon r ) est introduit entre les deux arma tures. Soit Cr cette nouvelle capacite.
Maintenant, l'espace compris entre les armatures est rempli de deux dielectriques tels que:
epsilon = epsilon 0 epsilon 1 pour a ≤ r < c
epsilon = epsilon 0 epsilon 2 pour c ≤ r < b
2/ déterminer D et E dans les milieux . en déduire la différence de potentiel Va-Vb
et la capacité C d'un tel condensateur .
debut de réponse
D1=epsi o epsilon1*E1
D2=epsio epsi1*E2
3/montrer que c verifie la relation :
1/C=1/C1 +1/C2 interpreter les coefficients c1 et c2 .
4/ • Quelles sont les densites de charge de polarisation sur la surface de rayon a du dielectrique, sur l'interface de rayon c commun aux deux dielectriques et sur la surface de rayon b du dielectrique.
5/• Quelle est la densit´e de charge volumique de polarisation.
6/• Faire le bilan des charges de polarisation
Bonsoir
Suggestion :
commence par étudier attentivement l'énoncé du 4ème fichier (Exam.SN2013-2014.pdf) et le corrigé correspondant, le 9ième fichier (Solution Exam.SN2013-2014.pdf) que tu trouveras ici :
Ils correspondent à quelques détails près à ton exercice. Si le corrigé ne te parait pas clair, n'hésite pas à demander des éclaircissements sur ce forum.
j'ai bien essayer de comprendre votre correction mais je n'arrive pas a faire le lien avec mon problème ...
Bonsoir
Juste quelques indications pour les questions 2 et suivantes. Il faut considérer une charge Q répartie uniformément sur la sphère de rayon a et une charge (-Q) répartie uniformément sur la sphère de rayon b.
1° L'étude des plans de symétries et des invariances montre que les vecteurs champs E et D sont radiaux ; leurs composantes non nulles ainsi que le potentiel ne dépendent que de r.
2° L'équation différentielle locale : permet d'appliquer au vecteur D le théorème de Gauss en choisissant comme surface de Gauss une sphère de centre O et de rayon r quelconque :
3° Les milieux étant homogènes, linéaires et isotropes, on déduit facilement les expressions de E en fonction de celle de D.
4° En régime permanent : ; on déduit les expressions du potentiel des expressions de E . Sachant que la source du champ est d'extension finie, on peut choisir le potentiel arbitrairement nul à l'infini.
5° En déduire l'expression de la capacité.
La suite est une application directe du cours.
bonjour,
je crois avoir compris :
pour arc je trouve E1=Q/4a20
ensuite je deduis D1=0
1 E1 =Q1/4
a a
et de meme pour D2 =-Q2/4bbet E2=-Q/4bb 0
puis pour les capacites :
(de a a c ) E1.ds +
(de c a b) E2 .ds =
( de 0 a b )Etot .ds
et je suppose qu'on trouve 1/C0=1/C1+1/C2
je n'ai pas fait le calcul encore mais je remettrai un message pour confirmer les valeurs
je remarque que c'est le meme principe que des résistance en dérivation 1/Rtot = sur i des 1/Ri
ici on a
1/Ctot = i des 1/Ci
. Si vous pouviez me donner votre opinion se serait trés aimable de votre part merci !
Bonjour
je retente
pour 0r<a
D=0 et E=0
pour ar<c
D1=Q/4 r2
0
1
D1= 0
1 E1
d'ou E1= Q/4 r2 (
0
1)2
pour cr<b
D2= 0
2 E2
E2=- Q/4 r2 (
0
2)2
ensuite pour la capacité total du condensateur on calcul les circulations
V1-V2 =a b E1 .dl =Q/4
0
1 a
cr-2 dr - c
bQ/4
0
2
r-2dr
V1-V2 = Q /4 0 (1/
1 ((c-a)/ac +1/
2 ((b-c)/bc))
C= 4
0 / (1/
1 ((c-a)/ac +1/
2 ((b-c)/bc))
finalement on a en prenant l'inverse de l'expression on obtient bien
1/C = 1/C1 +1/C2
voila et cela ressemble etrangement au resistance en derivation
1/Rtotal =i 1/Ri
donc pour un condensateur avec plusieur dielectriques on aura
1/C total =i 1/Ci
je planche sur les autres questions maintenant merci de me confirmer les resultats s'il vous plait .
pour la polarisation
=-div(P)
=P.n
P=(-
0)E1 =(
r1-1)/
r1 ) Q/4
r^2
ensuite je ne comprends pas trop comment faire ...
Tu es en progrès mais attention : le théorème de Gauss appliqué au vecteur D fait intervenir les charges réelles et la géométrie de la source de champ mais pas le milieu matériel où on étudie le champ. Comme déjà écrit tout à l'heure :
Cela conduit à :
dans les isolants et un vecteur nul ailleurs.
Je te laisse corriger le reste en conséquence.
donc dans les 2 milieux dielectrique pour a<r<c et c<r<b on a bien D = Q/ 4r2 et pour r<a et r>b D= O
c'est ce que j'ai fait il me semble non ?
Relis ton message du 25-06-17 à 17:17 : tu fais bien intervenir les permittivités dans les expressions de D !
Pour ton message de 17h29 , il te faut calculer la divergence du vecteur E. Si tu ne connais pas l'expression de la divergence d'un vecteur en coordonnées sphériques, tu la trouveras ici : (dernière page du document operateurs.pdf) :
donc je reprend des le debut :
je trouve D1=Q/4 r2
E1= 1/0
1(Q/4
r2)
puis D2= -Q/4 r2
E2= 1/0
1(Q/4
r2)
puis l'intégrale reste la même que précedemment dans le message de 17h17
je trouve bien 1/c=1/c1+1/c2
voila mon erreur etait seulement sur les vecteurs D n'est ce pas ?
ensuite pour la divergence de E :
E=E(r)
d'ou div(E) = 1/r2 (r 2e(r))/
r
aprés je ne vois pas comment continuer pour trouver les charges de polarisations sur la surface de rayon a de rayon c et de rayon b ? si vous pouviez m'indiquer un chemin se serait trés aimable .
Tu as déjà écrit ce qu'il faut faire !
Question 5 : Le calcul précédent va te permettre de montrer que la divergence du vecteur P est nulle dans les isolants : densité volumique de charge de polarisation nulle en tout point des isolants.
Question 4 : En revanche, sur les sphères de centre O et de rayons a,b et c, les composantes normales du vecteur P ne sont pas nulles : tu vas devoir définir des densités surfaciques de charges de polarisation non nulles.
Question 6 : évidente j'espère.
question 5:
donc dans le milieu 1
div (E1) = 1/r2 ( 2r3 Q/4-2r3Q/4
)=0 !
Div (E2) = 0 aussi
div (E 0)=
-div(P)
-div (P)= dans les deux milieux
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