Le potentiel électrique

Le potentiel électrique
La force de Coulomb est conservative:
B
WAB   F12 . dl
A
r
r
B
WAB   F(r) dr   P(r)
r
r
A
q1 q 2
Avec : F(r) 
4  0
WAB
1
r2
q1q 2  1 1 
=
 - 
4πε 0  rB rA 
B
 P(rB )  P(rA )
r
A
Le potentiel électrique
La force de Coulomb est conservative,
donc il existe une énergie potentielle électrique :
B
U  U(B)  U(A)    FE . dl
A
mais le signe de U dépend du signe des charges. Exemple :
U = U(B) – U(A) = – q E d
q>0 
U < 0

q<0 
U > 0
U(B) > U(A)
U(B) < U(A)
donc, on travaille avec :
Le potentiel électrique :
La différence de potentiel entre deux points de l'espace est définie par :
U
V 
q
Unité de potentiel du S. I. :
le volt (V)
1V=1J/1C
Energie potentielle et potentiel électrique de 2 plaques chargées:
Energie potentielle:
U = U(B) – U(A) = – q E d
q>0 
U < 0

q<0 
U > 0
U(B) > U(A)
U(B) < U(A)
Potentiel (électrique):
V = U / q = – q E d / q = – E d
ne dépend pas de la charge et donc de son signe:

V < 0

V(B) < V(A).
La plaque positive est toujours à un potentiel électrique plus élevé que
la plaque négative, quelle que soit le signe de la charge considérée !
Variation du potentiel électrique au voisinage de 2 plaques chargées
+
20 V
+
0V
-
Energie potentielle et potentiel électrique auprès d’une charge ponctuelle:
P
r
Q
q
Energie potentielle:
U=kqQ/r
Potentiel (électrique)
VP = U/q = k Q / r
Q > 0: V(r) > 0
Q < 0: V(r) < 0
(référence: U(r) = 0, V(r) = 0 à l’infini)
Potentiel électrique auprès d’une charge ponctuelle:
charge négative
charge positive
La relation entre le potentiel et le champ électrique
B
V  V(B)  V(A)    E . dl
A
L’électronvolt: unité d’énergie (pas du SI!) :
1 eV = 1 V x e = 1,602 x 10-19 J