δE = δp 4πε0r3eθ et δB = µ0 Idzeϕ 4πr2 3. Calculer l'ordre de grandeur du champ magnétique créé par un courant de crête (lors d'un coup de foudre) de 10 5 A circulant dans un élément de longueur de 1 m à une distance de 100 m. Faire une comparaison intelligente. 4. Donner l'expression des champs rayonnés à très grande distance (r ≫ λ). Commenter. On exprimera en particulier le rapport E/cB. On considère un point A situé très loin d'une antenne de hauteur H. On tient maintenant compte de la répartition du courant de foudre le long de la hauteur z de l'éclair de foudre. Rayonnement dipolaire cours mp 3. Chaque dipôle élémentaire rayonne une onde plane dans la même direction quasi orthogonale à l'antenne. On peut admettre que l'intensité I(z, t) dans l'antenne est de la forme: avec I0 = 80 kA et τ = 80 µs. I(z, t) = −I0(1 − exp( z − 0, 01ct)) cτ 5. Calculer les champs électromagnétiques rayonnés par l'antenne de hauteur H. 6. Évaluer à l'instant t = 40 µs, la valeur du champ électrique pour r = 10 km et H = 1 km. 2. Radar de veille Sur l'axe (Ox) on aligne 2N + 1 antennes parallèles à (Oz), équidistantes de a.
1 – Exercices: 35 - Rayonnement dipolaire [TD35] Sciences Physiques MP 2012-2013 Exercices: 35 - Rayonnement dipolaire 1. Influence de la foudre Un dipôle élémentaire placé en M produit les champs E et B en un point A situé à la distance r dans une direction perpendiculaire à son moment dipolaire δp(t). Les champs sont donnés avec les notations habituelles des coordonnées sphériques, par les deux expressions ci-dessous. Résumés Marouane Ibn Brahim. On notera que la dérivée δ ˙p(t) doit être évaluée, à l'instant t et à la distance r, pour la valeur u = t − r de l'argument: c 1 r r2 δE = (δp + δ ˙p + 4πε0r3 c c2 δ¨p)eθ et δB = µ0 r (δ ˙p + 4πr2 c δ¨p)eϕ 1. Quel est le sens physique du remplacement de δp(t) par δp(t − r/c)? 2. Dans une région de l'espace, à définir, les champs produits par un dipôle élémentaire δp(t) dirigé selon Oz s'expriment par: Commenter ces résultats.
Comment choisir a pour que ce maximum soit unique? 7. Dans les conditions de la question précédente, on impose φ0 = Ωt où Ω ≪ ω. Déterminer le vecteur de Poynting R, moyenné sur une durée τ vérifiant 2π/ω ≪ τ ≪ 2π/Ω. Conclure. Cours. Antenne demi-onde Une antenne demi-onde est constituée d'un fil rectiligne de longueur L = λ/2 colinéaire à l'axe (Oz) et de point milieu O origine des espaces. Alimentée par un amplificateur de puissance, elle est parcourue par le courant i(z, t) = I0 cos(πz/L)cos(ωt). On rappelle que l'expression du champ électrique élémentaire rayonné par un élément de courant I(P)dz localisé au niveau du point P en un point M repéré par ses coordonnées sphériques r = OM, θ = (ez, OM) est: dE = iω 4πε0c 2 sin θ PM I(P)dz exp i(ω(t − r c))eθ 1. Exprimer le courant d'antenne en notation complexe ī(z, t). 2. On souhaite déterminer le champ électrique Ē(M, t) en M dans la zone de rayonnement. Pour ce faire, on considère un élément de courant ī(z, t) dz ez, au point P de l'antenne à la cote z. Exprimer en fonction de z et de θ, la différence de marche δ entre les ondes rayonnées par N et par O dans la direction définie par (θ, ϕ) en coordonnées sphériques d'axe Oz.
Sciences Physiques MP 2012-2013 Exercices: 35 - Rayonnement dipolaire [TD35] – 2 2. Déterminer le champ électrique rayonné en M par l'antenne centrale k = 0 en se plaçant dans le cadre de l'approximation dipolaire. Montrer que le rayonnement est maximal dans le plan Oxy. 3. On se place maintenant dans le plan Oxy. On repère le point M entre autres par l'angle traditionnel ϕ des coordonnées sphériques qui est repéré avec pour origine l'axe Ox On raisonnera pour les différentes antennes à l'infini dans la direction ϕ. Montrer que le déphasage entre les champs de deux antennes acos ϕ − φ0. consécutives est: φ = 2π λ 4. En déduire l'expression du champ électrique rayonné en M par l'antenne k en fonction du champ rayonné en M par l'antenne k = 0. Cours de physique – CPGE TÉTOUAN. sin((2N + 1)u/2) 5. Déterminer le champ électrique total rayonné en M. On posera F(u) =. sin(u/2) 6. À quelle condition sur ϕ aura-t-on un maximum d'émission?
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