automne 93 - Examen corrige

Cégep Limoilou
Département de physique
Session Automne 2007











Titre du cours
ÉLECTICITÉ ET MAGNÉTISME














No du cours Pondération Unités
203-NYB-05 3-2-3 2,66




Enseignant
Raymond Savard

1.- PLACE DU COURS DANS LE PROGRAMME

Le cours Électricité et Magnétisme 203-NYB est le deuxième des trois cours
de physique s'adressant aux étudiants et étudiantes des sciences de la
nature.

Ce cours concerne l'étude d'une branche de la physique appelée
électromagnétisme, qui traite des phénomènes électriques et magnétiques et
du lien qui les unit. La connaissance des lois de l'électromagnétisme est
essentielle pour bien comprendre le fonctionnement de nombreux dispositifs
électromagnétiques, tels que les appareils radio, les téléviseurs, les
machines électriques, les ordinateurs, les radars et les accélérateurs de
particules à haute énergie. Ce cours a pour objet l'étude des principes
fondamentaux de l'électromagnétisme et divers exemples d'application aux
domaines de la science et des techniques de l'ingénieur.

2.- PRÉALABLES

Le cours Électricité et magnétisme 203-NYB à comme préalable relatif le
cours Mécanique 203-NYA. Il faut donc avoir obtenu 50% pour ce dernier
cours. Des notions de calcul différentiel et intégral sont également
requises. Par conséquent il faut avoir déjà suivi le cours Calcul intégral
et donc avoir déjà réussi le cours Calcul différentiel. Il faut également
maîtriser certaines notions du cours Algèbre linéaire et géométrie
vectorielle.

3.- COMPÉTENCE VISÉE PAR LE COURS

La compétence visée est d'analyser différentes situations et phénomènes
physiques à partir des lois fondamentales de l'électricité et du
magnétisme. Cette compétence comprend quatre éléments :
. l'analyse des situations physiques reliées aux charges
électriques au repos et au courant électrique ;
. l'analyse des situations physiques reliées au magnétisme et à
l'induction magnétique ;
. l'application des lois de l'électricité et du magnétisme ;
. la vérification expérimentale de quelques lois de l'électricité
et du magnétisme


4.- BUTS GÉNÉRAUX

Les buts généraux sont les même pour les trois cours de physique.
Voici ces buts :

. appliquer une démarche scientifique ;
. résoudre des problèmes de façon systématique et systémique ;
. utiliser des technologies appropriées de traitement de
l'information ;
. raisonner avec rigueur ;
. communiquer de façon claire et précise ;
. apprendre de façon autonome ;
. travailler en équipe ;
. établir des liens entre la science, la technologie et l'évolution
de la société ;
. situer le contexte d'émergence et d'élaboration des concepts
scientifiques ;
. développer des attitudes nécessaires au travail intellectuel ;
. traiter de situations nouvelles à partir de ses acquis.

5.- CONTENU

Le contenu détaillé est défini en relation avec le volume de référence
choisi (Benson).

Matière du premier examen partiel (25%):

Électrostatique: Chapitre 1: Électrostatique (1.1 à 1.5);
Chapitre 2: Le champ électrique (2.1 à 2.6);
Chapitre 4: Le potentiel électrique (4.1 à 4.3 ;
4.5);
Chapitre 5: Condensateurs et diélectriques (5.1
à 5.6);

Matière du deuxième examen partiel (25%):

Électrocinétique: Chapitre 6: Courant et résistance (6.1 à
6.5);
Chapitre 7: Les circuits à courant continu (7.1
à 7.5);
Chapitre 8: Le champ magnétique (8.1 à 8.3 et
8.5 à 8.7);

Matière du troisième examen partiel (25%):

Électromagnétisme: Chapitre 9: Les sources de champ magnétique
(9.1 à 9.3);
Chapitre 10: L'induction électromagnétique (10.1
à 10.4 ; 10.7)
Chapitre 11 : L'inductance (11.1 ; 11.4)
Chapitre 12: Les circuits en courant alternatif
(12.1 à 12.7 ; 12.9)


6.- MÉTHODOLOGIE

a) théorie

La méthodologie du cours est principalement celle du volume de référence.
Un échéancier décrit le rythme de progression. Le professeur précisera les
sections à étudier, les questions à répondre, les exercices et les
problèmes à faire ainsi que, pour chacune des sections, les objectifs
spécifiques à atteindre. Chaque semaine, les étudiants devront d'abord lire
le chapitre indiqué dans l'échéancier avant le cours théorique. Les
étudiants devront également résoudre les problèmes spécifiés.

b) laboratoires

Les expériences de laboratoire ont pour but principal de rendre plus
concrètes les notions étudiées ainsi que de vous familiariser avec les
appareils de mesure les plus utilisés dans le domaine de
l'électricité. La méthodologie utilisée présuppose que vous ayez
étudié les notions théoriques avant le laboratoire. Des explications
verbales et/ou écrites seront données à chaque expérience. ?es
laboratoires se feront en équipes de deux étudiant(e), au maximum.

Lorsqu'il n'y pas d'expérience, la période de laboratoire sera
consacrée à des exercices ou à des tests.

Les laboratoires visent aussi à initier les élèves à la méthode
scientifique et la rédaction de rapport. Pour cela ils devront se
procurer le volume « Le guide des sciences expérimentales » par G.
Boisclair et J. Pagé.

7.- MODALITÉS DE PARTICIPATION

a) théorie

La présence au cours théorique est fortement conseillée mais n'est
obligatoire que lors des activités évaluées. L'étudiante ou l'étudiant
demeure responsable de remettre les rapports dans les délais prévus.

b) laboratoires

Pour les périodes de laboratoire consacrées à des activités donnant lieu à
une évaluation, la présence aux laboratoires est obligatoire.
8.- MODALITÉS D'ÉVALUATION

Deux activités sont évaluées:

1º Les examens (pour 75% de la note finale)
Il s'agit d'examens partiels pour lesquels vous n'aurez droit qu'à une
calculatrice, une règle et un rapporteur d'angle. Ces tests pourront
comporter des questions théoriques mais consisteront surtout (pour plus de
80%) en des problèmes semblables à ceux que les étudiants avaient à faire à
la fin de chaque chapitre.

2º Les rapports d'expériences (pour 25% de la note finale)
Il s'agit de comptes rendus d'expériences effectuées aux périodes de
laboratoires. Chaque rapport ne peut comporter plus de deux noms. La note
attribuée pour le rapport va à chacun des étudiant(e)s dont le nom apparaît
sur le rapport. Seuls les noms des étudiant(e)s ayant participé activement
aussi bien à l'expérimentation qu'à la rédaction du rapport peuvent
apparaître sur un rapport. Vous trouverez dans le calendrier la pondération
détaillée de chaque activité évaluée.

9.- MODALITÉS DÉPARTEMENTALES DE LA PIEA

Vous trouverez au département le document " La politique institutionnelle
d'évaluation des apprentissages les modalités départementales " La
politique décrite dans ce document s'applique à ce cours.

10.- MÉDIAGRAPHIE

a) références obligatoires.

Benson, Harris, Physique II Électricité et magnétisme, 3e
édition, Éditions du renouveau pédagogique.

BOISCLAIR, Gilles et PAGÉ, Jocelyne, Guide des sciences
expérimentales, les éditions ERPI.

b) autres références.

Serway, A., Physique II Électricité et magnétisme, les Éditions
HRW ltée.

Arès, A., Marcoux, J. , Électricité P 101 , Lidec

Grenier, B., Électricité ,Centre éducatif et culturel

Halliday, D., Resnick, R., Électricité et magnétisme, Éditions
du renouveau pédagogique.

11.- CALENDRIER GÉNÉRAL* (203-NYB, A07, groupe 0110 R. Savard, v.1.1


|Semaine |Théorie (Lundi) |Laboratoires (Vendredi) |
|1 |20/08|Ch. 1: L'électrostatique |Ch. 1 (suite) et ch. 2 |
|2 |27/08|Ch. 2: Le champ électrique |Lab 1: Ampèremètre/voltmètre |
| | | |(2%) |
|3 |03/09| |Lab 2: Graphiques sur Excel (2%)|
|4 |10/09|Ch. 4: Le potentiel électrique |Lab 3: Loi d'Ohm (4%) |
|5 |17/09|Ch. 5: Condensateurs et |Synthèse et révision |
| | |diélectriques | |
|6 |24/09|TEST 1 (ch. 1, 2, 4 & 5) : 25% |Lab 4: Lois de Kirchhoff (5%) |
|7 |01/10|Ch. 6: Courant et résistance |Lab 4: (suite) et/ou exercices |
| |08/10|SEMAINE DE LECTURE |
|8 |15/10|Ch. 7: Les circuits à courant |Lab 5: Oscilloscope (2%) |
| | |continu | |
|9 |22/10|Ch. 8: Le champ magnétique |Synthèse et révision |
|10 |29/10|Synthèse et révision |Lab 6 Circuit RC (4%) |
|11 |05/11|TEST 2 (ch. 6, 7 & 8) : 25% |Lab 6 (suite) |
|12 |12/11|Ch. 9: Les sources de champ |Lab 7 : Circuits RL et RC en CA |
| | |magnétique |(2%) |
|13 |19/11|Ch. 10: L'induction |Lab 8 : Circuit résonant série |
| | |électromagnétique |4%) |
|14 |26/11|Ch. 11 : Ind. & ch.12: Courant |Synthèse et révision |
| | |alternatif | |
|15 |03/12|Synthèse et révision |Lab 8 (suite)