Les circuits électriques, le magnétisme et l'optique géométrique et ondulatoire du programme d'AP Physics 2, expliqués de façon conceptuelle.
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- Que dit la loi d'Ohm ?
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V = RI : la tension aux bornes d'un conducteur est égale à sa résistance multipliée par le courant qui le traverse.- Définissez la résistivité électrique et donnez son unité SI.
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La résistivité est une propriété du matériau qui mesure à quel point il s'oppose au passage du courant ; son unité SI est l'ohm-mètre (Ω·m).- Comment la résistance dépend-elle de la résistivité, de la longueur et de la section ?
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R = ρL/A, où ρ est la résistivité, L la longueur et A l'aire de la section.- Quelle est la définition du courant électrique ?
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La charge qui traverse un point par unité de temps ; I = Q/t, mesuré en ampères (A).- Définissez la capacité électrique et donnez son unité SI.
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L'aptitude d'un dispositif à stocker de la charge par unité de tension ; C = Q/V, mesurée en farads (F).- Pour un condensateur plan, comment la capacité dépend-elle de l'aire des plaques et de leur écartement ?
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C = ε0(εr)A/d, où A est l'aire des plaques, d leur écartement, et ε0 et εr sont des constantes de permittivité.- Quelle est la différence entre des résistances en série et en parallèle ?
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En série : les résistances s'additionnent (R_total = R1 + R2 + ...) ; en parallèle : les inverses s'additionnent (1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ...).- Énoncez la loi des nœuds de Kirchhoff.
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La somme des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des courants qui en repartent.- Énoncez la loi des mailles de Kirchhoff.
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La somme des chutes de tension le long de toute boucle fermée d'un circuit est nulle.- Quelle est la constante de temps d'un circuit RC et que représente-t-elle ?
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τ = RC ; c'est la durée au bout de laquelle la charge ou le courant a diminué jusqu'à 1/e de sa valeur initiale.- Définissez la force magnétique sur une charge en mouvement et donnez sa formule.
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F = qvB sin(θ), où q est la charge, v la vitesse, B l'intensité du champ magnétique et θ l'angle entre v et B.- Énoncez la règle de la main droite pour la force magnétique sur un fil parcouru par un courant.
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Pointez les doigts dans le sens du courant, puis courbez-les vers le sens du champ magnétique ; le pouce indique le sens de la force.- Quelle est la force magnétique sur un fil parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique ?
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F = BIL sin(θ), où B est l'intensité du champ, I le courant, L la longueur du fil et θ l'angle entre le fil et le champ.- Définissez l'intensité du champ magnétique B et son unité SI.
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L'intensité d'un champ magnétique, mesurée en teslas (T), ou en webers par mètre carré (Wb/m²).- Quel est le champ magnétique au centre d'un long solénoïde ?
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B = μ0(μr)nI, où n est le nombre de spires par unité de longueur, I le courant, et μ0 et μr sont des constantes de perméabilité.
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