CHAMP ELECTRIQUE
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CHAMP ELECTRIQUE I ) Loi de Coulomb Dans le vide, deux particules chargées exercent l’une sur l’autre des forces d’interaction. • Deux charges électriques de signes contraires s’attirent qA → → F BA F AB → A qB B u • Deux charges électriques de même signe se repoussent → F BA → qA F AB qB → A B u Expression de la force d’interaction : → 1 4 π ε0 FA = B avec : ε 0 → q A qB → u = - FB A r² permittivité du vide ε0 = 8,84 10 - 12 SI 1 et 4 πε = 9 10 9 SI 0 r = AB qA et qB sont les charges portées en A et en B → u vecteur unitaire orienté de A vers B On remarque la similitude des relations donnant la force d’interaction gravitationnelle (loi de Newton) et la force électrostatique (loi de Coulomb). II) Champ électrostatique ou champ électrique 1) Champ électrique créé par une charge ponctuelle Une charge ponctuelle q1 placée en un point a crée en son voisinage un champ électrostatique. → Toute charge ponctuelle q placée en un point M du plan subit une force d’interaction F telle que : → → F = q E → → avec E = 1 4π ε 0 q1 → u r² avec r = AM et u vecteur unitaire orienté de A vers M 2) Lignes de champ → On appelle ligne de champ, une courbe de l’espace à laquelle le vecteur E est tangent en tout point. Le champ créé par une charge ponctuelle est un champ radial. Charge positive : Charge négative Les lignes de champ sont orientées vers l’extérieur, le champ est dit centrifuge. Les lignes de champ sont orientées vers l’intérieur, le champ est dit centripète. 3) Composition de champs Lorsqu’un point M de l’espace est soumis à l’action de plusieurs champs électriques, le vecteur champ électrique résultant est égal à la somme des vecteurs champs électriques. 4) Champ électrique uniforme → Un champ électrique est dit uniforme dans une région de l’espace si le vecteur E est constant dans cette région de l’espace. Pour réaliser un tel champ, on utilise un condensateur plan. Un condensateur plan est constitué de deux plaques métalliques parallèles aux bornes desquelles est maintenue une tension constante. → Le champ électrique E créé par deux plaques parallèles portant des charges Q et - Q sous une tension constante U est uniforme et donné par la relation : Q + E = → E U = d Q ε0 S d distance entre les plaques et S surface des plaques - Q - Le vecteur champ électrique est dirigé de la plaque chargée + vers la plaque chargée -
