CHAMP ELECTRIQUE

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
•
••
• Deux charges électriques de même signe se repoussent
qB
qA
A
B
F
BA
→
→→
→
F
AB
→
→→
→
u
→
→→
→
Expression de la force d’interaction :
→
→→
→ →
→→
→ →
→→
→ ε
εε
ε
π
π
π
πA
B
BA
0
B
AF- = u
r²
q q
4 1
= F
avec : ε
0 permittivité du vide
ε
εε
ε
0 = 8,84 10 - 12 SI et 1
40 = 9 10 SI
9
π
ππ
πε
εε
ε
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 →
→→
→→
→→
→ε
εε
ε
π
π
π
πu
r²
q
4 1
= E 1
0
avec r = AM et u
→
→→
→ vecteur unitaire orienté de A vers M
qB
qA
A
B
F
BA
→
→→
→
F
AB
→
→→
→
u
→
→→
→

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 Les lignes de champ sont orientées
vers l’extérieur, le champ est dit vers l’intérieur, le champ est dit
centrifuge. 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 :
E = U
d = Q S
0ε
εε
ε
d distance entre les plaques et S surface des plaques
Le vecteur champ électrique est dirigé de la plaque chargée + vers la plaque chargée -
-
+
- Q
Q
E
→
→→
→