http://prof.morand.free.fr /champg.swf b) Le champ électrique E : http

NOTION DE CHAMP
La présence d’objets ( de masses, de charges électriques, d’aimants, … ) dans un espace initialement totalement vide va
modifier les propriétés de l’espace, là où il n’y avait rien, va apparaître un champ de gravitation G , un champ électrique E , un
champ magnétique B . La notion de champ permet de décrire l’espace en chacun de ses points. Il existe deux types de champ :
I°/ Exemples de champs scalaires : la description de chacun des points de l’espace consiste en une grandeur scalaire ( la
température T, la pression P, l’altitude z , …de chacun des points de l’espace ).
Carte isobares ( même pression ) pour les prévisions météo Carte topographique pour la géographie et les randonnées
II°/ Exemples de champs vectoriels : la description de chacun des points de l’espace consiste en une grandeur vectorielle (
vitesse V du vent, champ de gravitation G , champ électrique E , champ magnétique B , … ).
a) Champ de gravitation g ou intensité de pesanteur : http://prof.morand.free.fr /champg.swf
Considérons la présence d’une planète de masse M dans l’espace à proximité de laquelle se déplace un satellite de masse m.
Description en terme de force Description en terme de champ
m
M M
b) Le champ électrique E : http://prof.morand.free.fr /champE.swf et http://prof.morand.free.fr /champE2.swf
Considérons la présence d’une charge électrique Q positive dans l’espace à proximité de laquelle se déplace une particule
négative de charge électrique q.
Description en terme de force Description en terme de champ
Remarques : Si Q > 0 , le champ électrique est radial partant de Q .
Si Q < 0 , le champ électrique est radial allant vers Q .
Si q > 0 , Fe et E ont mêmes directions et mêmes sens.
Si q < 0 , Fe et E ont mêmes directions mais sont de sens opposés.
On peut visualiser un spectre électrique ( l’ensemble des lignes de champ électrique ) à l’aide de grains de semoule disposés à la
surface d’huile, chaque grain s’orientant suivant le champ électrique E.
Q > 0
Q > 0
O
q < 0

c) Champ magnétique B : http://prof.morand.free.fr /champB.swf
Considérons la présence d’un aimant dans l’espace à proximité duquel est placé un clou en fer.
Description en terme de force Description en terme de champ
Remarques : On peut visualiser un spectre magnétique ( l’ensemble des lignes de champ magnétique ) à l’aide de poudre de fer
placée à la surface d’une plaque, chaque petit grain de fer s’orientant suivant le champ magnétique B.
On peut certes produire un champ magnétique en utilisant des aimants mais aussi à l’aide de fils conducteurs
parcourus par un courant ( les électroaimants ).
III. Champs uniformes :
Pour obtenir un champ électrique important et surtout uniforme (qui ait même
direction, même norme, même sens, même valeur en tout point de l’espace) on utilise deux
plaques métalliques parallèles, séparées par une distance d , entre lesquelles on applique une
tension U . La valeur du champ électrique entre les deux plaques est :
La valeur F de la force électrique exercée sur une particule de charge q est donnée par la
formule suivante :
a) Exemple : Calculons le poids et la force électrique exercée sur un électron. En général, on néglige les forces de frottement
car les plaques sont placées dans une enceinte où on fait le vide ; on néglige aussi la poussée d’Archimède.
Données : électron (q = - 1,6.10-19 C ; m = 9,1.10-31 kg) ; intensité de la pesanteur : g = 9,81 N/kg U = 1000 V et d = 5 cm
Est-il judicieux de négliger le poids de la particule par rapport à l’intensité de la force électrique ???
b) Déviation d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme
Dessiner dans chacun des cas le vecteur champ électrique
E
; le vecteur force électrique e
F
et la trajectoire de la
particule chargée animée d’une vitesse V0.
a) b) c) d)
N S
N S
d
U
E
avec E : champ électrique en V/m ;
d : distance entre les deux plaques en m.
U : tension appliquée en volt
EqFe .
avec E : champ électrique en V/m
q : intensité de la charge électrique en Coulomb
Fe : intensité de la force en Newton (N)