Prepa HelpCNC 2010 TSI Physique II : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2010, filière TSI, en 4 heures. Thème : Les conducteurs électriques : conductivité complexe, propagation dans les conducteurs ohmiques et dans un plasma.
À savoir sur cette copie. Cette copie porte la mention « Filière MP » : l'épreuve de Physique II de 2010 était commune aux filières MP, PSI et TSI, comme l'indique le corrigé de cette session. Aucune copie portant la mention TSI n'a été trouvée.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1re partie, 1.1 : conductivité électrique d'un milieu matériel. Porteur de charge soumis à un champ sinusoïdal, à une force d'amortissement et à une force de rappel. Vitesse complexe en régime établi, densité de courant et conductivité complexe.
- 1re partie, 1.2 : étude d'un milieu conducteur. Porteurs libres : parties réelle et imaginaire de la conductivité, densité d'électrons et constante de temps du cuivre. Développement à haute fréquence, courants de conduction et de déplacement, et pulsation qui sépare le comportement conducteur du comportement isolant.
- 2e partie, 2.1 : relation de dispersion dans un conducteur ohmique. Équation de Maxwell-Ampère et équation de propagation du champ électrique. Ondes planes monochromatiques, vecteur d'onde complexe et champ magnétique associé, dont on discute la phase par rapport au champ électrique.
- 2e partie, 2.2 : propagation dans un mauvais conducteur. Milieu à pertes : vecteur d'onde approché et longueur d'absorption comparée à la longueur d'onde. Champ réel, atténuation progressive et dissipation de l'énergie de l'onde.
- 2e partie, 2.3 : propagation dans les bons conducteurs, l'effet de peau. Vecteur d'onde approché, épaisseur de peau comparée à la longueur d'onde et champ réel fortement atténué. Comparaison de la propagation de l'énergie avec le cas du mauvais conducteur.
- 2e partie, 2.4 : réflexion d'une onde électromagnétique par un conducteur réel. Incidence normale sur un demi-espace conducteur. Champs incident, réfléchi et transmis, conditions aux limites et amplitudes réfléchie et transmise, puis cas limites du mauvais et du bon conducteur.
- 3e partie, 3.1 : dynamique d'un plasma libre. Évolution de la densité de courant et équation vérifiée par la densité de charge, qui fait apparaître la pulsation plasma. Amortissement aux faibles densités électroniques et oscillations aux fortes densités.
- 3e partie, 3.2 : propagation d'ondes dans un plasma. Ondes transverses, équation de propagation et relation de dispersion. Sous la pulsation plasma, absence de propagation et réflexion, avec l'application à l'ionosphère. Au-dessus, onde progressive et vitesse de phase.
- 3e partie, 3.3 : propagation d'un battement entre deux ondes dans un plasma. Superposition de deux ondes de pulsations proches : onde de haute fréquence modulée par une enveloppe. Vitesses de phase et de groupe et leurs expressions approchées.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Équations différentielles linéaires du second ordre
- Régime sinusoïdal forcé
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Nombres complexes et trigonométrie
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