📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Dans un milieu conducteur ohmique de conductivité $\gamma$, les équations de Maxwell imposent :
- Loi d'Ohm locale : $\vec{j} = \gamma \vec{E}$.
- Équation de diffusion : $\Delta \vec{E} - \mu_0 \gamma \frac{\partial \vec{E}}{\partial t} - \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial^2 \vec{E}}{\partial t^2} = \vec{0}$.
- Approximation des milieux bons conducteurs : le terme de courant de conduction domine le courant de déplacement ($\gamma \gg \epsilon_0 \omega$). L'équation devient $\Delta \vec{E} - \mu_0 \gamma \frac{\partial \vec{E}}{\partial t} \approx \vec{0}$.
- Profondeur de peau : $\delta = \sqrt{\frac{2}{\mu_0 \gamma \omega}}$.
Méthodes à maîtriser
- Vérifier la validité de l'approximation du bon conducteur en comparant $\gamma$ et $\epsilon_0 \omega$.
- Établir l'équation de propagation à partir des équations de Maxwell.
- Calculer le vecteur de Poynting moyen pour évaluer la puissance transmise.
- Utiliser la relation de dispersion pour trouver le vecteur d'onde complexe $\underline{k}$.
Exemples corrigés
- Calcul de $\delta$ : Pour le cuivre ($\gamma \approx 5,8 \times 10^7 , \text{S/m}$) à $f=50 , \text{Hz}$, on trouve $\delta \approx 9,4 , \text{mm}$.
- Atténuation : L'amplitude décroît selon $e^{-z/\delta}$. À une profondeur $z = \delta$, l'amplitude est divisée par $e \approx 2,718$.
Erreurs fréquentes
- Oublier que dans un conducteur, l'onde est amortie (le vecteur d'onde est complexe).
- Confondre la vitesse de phase dans le vide ($c$) avec celle dans le conducteur.
- Négliger le déphasage entre le champ électrique et le champ magnétique.