⚡ 21 chapitres publiés
Fiches Physique PSI
Un parcours de révision par chapitre : commence par les fondamentaux, puis consolide les méthodes et démonstrations avant ton prochain DS ou ta prochaine colle.
Dernière mise à jour du parcours : 2026-08-01
Chapitres à réviser
Étape 1
Équations de Maxwell
Le socle de l'électromagnétisme de PSI : densités de charge et de courant, les quatre équations de Maxwell sous forme locale (Maxwell-Gauss, Maxwell-flux, Maxwell-Faraday, Maxwell-Ampère), courant de déplacement ε₀∂E/∂t et son rôle, équation de continuité déduite de Maxwell, formes intégrales (théorèmes de Gauss et d'Ampère), potentiels scalaire et vecteur, approximation des régimes quasi-stationnaires. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 2
Énergie électromagnétique
L'aboutissement énergétique de Maxwell : densité volumique d'énergie u = ε₀E²/2 + B²/(2μ₀), vecteur de Poynting Π = (E ∧ B)/μ₀ décrivant le flux, théorème de Poynting (bilan local et intégral) reliant stockage, flux rayonné et puissance cédée aux charges (effet Joule j·E), équipartition et transport d'énergie par une onde plane (Π = u·c·u), intensité et constante solaire. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 3
Ondes EM dans le vide
La lumière comme onde de Maxwell : équation de propagation de d'Alembert déduite des équations de Maxwell (c = 1/√(μ₀ε₀)), onde plane progressive monochromatique et notation complexe (∂ₜ → iω, ∇ → −ik), relation de dispersion k = ω/c, relations de structure de l'OPPM (transversalité, trièdre direct, B = k∧E/ω, B = E/c), états de polarisation rectiligne, circulaire et elliptique. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 4
Ondes EM dans les conducteurs
La propagation des ondes EM dans les métaux : conducteur ohmique et ARQS, équation de diffusion du champ ΔE = μ₀γ∂ₜE, relation de dispersion k² = −iμ₀γω et vecteur d'onde complexe k = (1−i)/δ, épaisseur de peau δ = √(2/(μ₀γω)) et atténuation en e^(−z/δ), réflexion totale sur un conducteur parfait (r = −1), onde stationnaire et courants surfaciques, nœuds de E et ventres de B. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 5
Induction et forces de Laplace
Le cœur de l'électrotechnique de PSI : force de Laplace F = Iℓ∧B, flux magnétique et force électromotrice induite, loi de Faraday e = −dΦ/dt et loi de Lenz, auto-induction et inductance mutuelle, cas de Neumann (circuit fixe, B variable) et de Lorentz (circuit mobile, B fixe, champ électromoteur v∧B), conversion électromécanique (rail de Laplace, |e| = Bℓv) et bilan énergétique conservatif (P_Laplace + e·i = 0). Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 6
Dispersion, paquets d'ondes et vitesse de groupe
Les milieux dispersifs en PSI : relation de dispersion ω(k) et vitesse de phase, paquet d'ondes comme superposition, vitesse de groupe vg = dω/dk qui transporte l'énergie, distinction phase/groupe (vφ peut dépasser c), étalement d'un paquet dû à la courbure ω''. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 7
Équation de d'Alembert
Le modèle universel des ondes : équation de d'Alembert établie à partir de la mécanique de la corde vibrante, ondes planes progressives f(x−ct) et g(x+ct), célérité c = √(T/μ), ondes stationnaires et modes propres d'une corde fixée à ses deux extrémités (quantification des fréquences), superposition et décomposition modale. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 8
Ondes sonores dans les fluides
L'acoustique des fluides en PSI : approximation acoustique et champs (surpression, vitesse), établissement de l'équation de d'Alembert (masse, Euler linéarisé, isentropique), célérité c = 1/√(ρ₀χ_S), impédance acoustique et OPPM, intensité sonore et décibels, modes propres des tuyaux ouverts et fermés. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 9
Diffusion thermique
La conduction de la chaleur dans les solides : vecteur densité de flux et loi de Fourier j_Q = −λ grad T, équation de la diffusion thermique ∂ₜT = D ΔT démontrée par bilan d'énergie (diffusivité D = λ/(ρc)), caractère irréversible et non propagatif, loi d'échelle τ ∼ L²/D, régime stationnaire à profil affine et résistance thermique R_th = L/(λS) en analogie avec la loi d'Ohm. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 10
Diffusion de particules
Le transport de matière par diffusion en PSI : densité particulaire n, vecteur densité de courant de particules jN et flux Φ, coefficient de diffusion D (unité m²·s⁻¹), loi de Fick jN = −D∇n analogue de la loi de Fourier, équation de diffusion ∂ₜn = DΔn démontrée par bilan de matière, régime stationnaire à profil affine, temps et longueur caractéristiques τ ∼ L²/D démontrés par analyse dimensionnelle, résistance de diffusion, terme convectif et caractère irréversible. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 11
Rétroaction et ALI
Toute l'électronique du début de PSI : stabilité des systèmes d'ordre 1 et 2, rétroaction et fonction de transfert en boucle fermée, ALI idéal et modèle du premier ordre, montages suiveur, non inverseur, comparateurs simple et à hystérésis. Avec les 4 démonstrations à savoir refaire, la méthode-type d'analyse d'un montage et les pièges relevés par les correcteurs.
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Étape 12
Oscillateurs électroniques
Les deux familles d'oscillateurs au programme de PSI : l'oscillateur quasi-sinusoïdal (critère de Barkhausen, pont de Wien, démarrage sur le bruit et stabilisation par les non-linéarités) et l'oscillateur à relaxation (trigger + intégrateur, créneaux et triangles, période). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire, la méthode-type d'étude d'une boucle et les pièges des rapports de jury.
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Étape 13
Statique et cinématique des fluides
Les fondations de la mécanique des fluides PSI : équation locale de la statique grad p = ρg (cas incompressible et atmosphère isotherme p₀·e^(−z/H)), poussée d'Archimède (poids du fluide déplacé), description eulérienne et lignes de courant, dérivée particulaire Dv/Dt = ∂v/∂t + (v·grad)v (terme convectif), débits et équation de continuité ∂ρ/∂t + div(ρv) = 0 (incompressible : div v = 0, Sv = cste). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 14
Dynamique des fluides, Bernoulli
Faire couler les fluides : équation d'Euler (PFD sur une particule de fluide parfait), théorème de Bernoulli ½ρv² + p + ρgz = cste le long d'une ligne de courant (parfait, incompressible, stationnaire), et ses applications (vidange de Torricelli v = √(2gh), effet Venturi, tube de Pitot). Fluides réels : viscosité, nombre de Reynolds Re = ρvL/η, régimes laminaire et turbulent. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 15
Bilans macroscopiques sur un fluide
Compter ce qui entre et ce qui sort : débit massique D_m = ρSv, théorème d'Euler ΣF_ext = D_m(v₂ − v₁) démontré par le système fermé équivalent + PFD, et ses applications (jet dévié à 90°, jet arrêté, poussée d'un réacteur F = D_m v_e). Bilan d'énergie en écoulement (premier principe pour un système ouvert Δh + Δ(v²/2) + Δ(gz) = w_u + q, travail de transvasement). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 16
Puissance en régime sinusoïdal
Le chapitre d'ouverture de la conversion de puissance en PSI : valeurs efficaces, puissances active \(P = U_{\text{eff}}I_{\text{eff}}\cos\varphi\), réactive et apparente, facteur de puissance, puissance complexe et théorème de Boucherot, avec le relèvement du \(\cos\varphi\). Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 17
Transformateur
Le composant clé du transport de l'énergie : induction mutuelle, transformateur parfait (\(u_2/u_1 = m\), \(i_1/i_2 = m\), conservation de la puissance), adaptation d'impédance \(Z/m^2\), transformateur réel (pertes fer et cuivre, rendement). Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 18
Machine à courant continu
L'exemple canonique de la conversion électromécanique en PSI : machine à courant continu, relations \(E = k\Phi\Omega\) et \(\Gamma = k\Phi I\), couplage conservatif \(EI = \Gamma\Omega\), bilan de puissance \(uI = RI^2 + EI\), point de fonctionnement et champ tournant. Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 19
Conversion électronique statique
L'électronique de puissance sans pertes : interrupteurs parfaits, règles d'association des sources, hacheur série (rapport cyclique, \(\langle u_s\rangle = \alpha E\), diode de roue libre, ondulation de courant), rendement idéal unité, redresseur et onduleur. Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 20
Milieux ferromagnétiques
Le magnétisme dans la matière, propre à la PSI : excitation \(\vec H\) et aimantation \(\vec M\) (\(\vec B = \mu_0(\vec H + \vec M)\)), théorème d'Ampère dans la matière, cycle d'hystérésis et pertes fer, circuit magnétique, réluctance et loi d'Hopkinson \(Ni = \mathcal{R}\Phi\). Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 21
Échantillonnage et théorème de Shannon
Du signal analogique au numérique : échantillonnage et périodisation du spectre, théorème de Shannon-Nyquist \(f_e > 2f_{\max}\), fréquence de Nyquist, repliement de spectre (aliasing) et fréquence apparente, filtre anti-repliement, quantification (CAN, CNA, pas et bruit). Les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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