Annales sur Électromagnétisme, symétries, Maxwell intégral, analyse vectorielle

Électromagnétisme

Au programme

L'électromagnétisme en spé est structuré autour des équations de Maxwell (forme locale et intégrale), des ondes électromagnétiques dans le vide, de la polarisation, de l'énergie électromagnétique (vecteur de Poynting) et des phénomènes d'induction. Le programme MP, PC, PSI partage le tronc commun ; la PSI insiste sur l'analyse vectorielle et les liens avec la S2I. Démonstration exigible : l'équation de propagation des ondes EM dans le vide.

Pourquoi c'est testé

82 sujets de concours dans notre base mobilisent l'électromagnétisme. CCINP, Centrale-Supélec, Mines-Ponts et X-ENS l'utilisent dans des problèmes longs combinant ondes, dipôles et milieux. Les pièges génériques observés par les jurys sur les épreuves de physique :

• Théorème de Gauss écrit sans surface fermée (jury Physique 2 Mines-Ponts MP 2016 : « L'écriture du théorème de Gauss doit mentionner que l'intégration se fait sur une surface fermée. Le terme de masse est souvent entaché d'une erreur de signe »)
• Démonstrations sans hypothèses précises (jury Physique 2 Mines-Ponts MP 2016 : « La simplicité de la démonstration va de paire avec une exactitude des hypothèses. Le schéma se résume trop souvent à un dessin non exploité et non exploitable »)
• Loi de Fourier appelée loi de Fick (jury Centrale-Supélec PSI 2019 : « La loi de Fourier est par ailleurs souvent appelée loi de Fick »)

Comment réviser

Trois axes priorisés :

1. Connaître les quatre équations de Maxwell sous les deux formes (locale et intégrale) et savoir passer de l'une à l'autre via les théorèmes de Stokes et d'Ostrogradski. 2. Vérifier systématiquement la fermeture des surfaces / le caractère orienté des contours avant tout calcul d'intégrale. 3. Travailler les sujets historiques : Physique 2 Mines-Ponts MP 2016, Physique-Chimie CCINP MP (séries 2018-2023), Physique 1 Mines-Ponts PSI.