champ électrique est -nos -signaux -mm -certaines

Interaction électrique
Karel Lemr
http://physique.no-ip.info
Image: http://nic.funet.fi/pub/sci/electrical/tesla
Un peu d'histoire
Anciens Grecs observaient attraction des morceaux légers par
l'ambre frotté – l'ambre en grec = électron – alors électricité
●
On réalisait des expériences avec
un bâton de verre – charge +
un bâton d'ébonite – charge (les signes étaient défini par une convention)
●
boule de polystyrène
après le frottement on observe des forces inconnues – les forces
électriques
b. d'ébonite
b. de verre
touche
répulsion
attraction
Il faut mettre en place une nouvelle grandeur en physique pour
expliquer ces forces – la charge électrique
●
Charge électrique
●
Grandeur scalaire, décrit des propriétés électriques des objets
Q (q) [C] - Coulomb
positive négative
●
●
Q = 0C – objet neutre
La charge est toujours un multiple de la charge élementaire qé= 1,6.10-19C
La charge électrique est:
1. Indéstructible
2. Positive et négative
3. Quantifiée
4. Respecte le principe de superposition
Description qualitative
●
Les charges différentes s'attirent
●
+
-
Les charges de la même signe se répoussent:
+
●
+
Les objets neutres n'interagissent pas
+
-
-
Loi de Coulomb
Loi de Coulomb – description quantitative
●
L'interaction entre les charges – la force électrique
z
A

F eAB

F eBA
r
y
x
●
A … Q1
B … Q2
B

F eAB =
∥
F eAB∥=
norme
1 Q 1 .Q 2 
r0
2
4  0 r
Sens + direction
●
1 ∣Q 1 . Q 2 ∣ 
=∥F eBA∥
2
4  0
r

Force électrique:
F eAB=−
F eBA (de la 3e loi de Newton)
norme – selon la loi de Coulomb
direction – suivi le segment reliant
 0 … permittivité du vide = 8,85.10-12 S.I.
les charges
sens selon les signes des charges (voir la description qualitative)
Étude du sens de la F. él.
●
Le sens de la force électrique:
A+, B+
z

F eBA
A
x

F eAB
A
r
y
x

F eBA
A
r
A-, B+
z
B
A … Q1
B … Q2
A
x

F eAB
r
B
y
x

F eAB
y
1 Q 1 .Q 2 
r0
2
4  0 r
>0
A+, Bz
B
A-, Bz

F eBA

F eAB =
?

F eBA

F eAB
r
y
B
Remarques
●
Un milieu matériel:
∥
F eAB∥=
●
∣Q 1 . Q 2 ∣ On ajoute r – permittivité relative
1
(air: r = 1,0006 , eau: r = 78)
4  0 r
r2
Pour les calculatrices:
∥
F eAB∥=k
●
∣Q 1 . Q 2 ∣
r2
1
,k=
≈9 .109 S . I .
4  0
Le point d'application:
le centre de la charge
Champ électrique
q = 1C
On caractérise le champ électrique
par le vecteur champ électrique ou
l'intensité électrique
q
q
q
q
Q
q
q
q
Ligne du champ
=
E
Fe
q
[ N . C −1 ]
Les lignes du champ:
* tangentielles à la force él. et
aussi au vecteur champ él.
* orientées de + vers le -
Vecteur champ électrique
●
Norme
●
Q .q
2
Fe
r
Q

E= =
=k 2
q
q
r
k
●
Sens
de + vers le -
Direction
comme la force électrique
Consturuction graphique du
champ él.
Une charge Q (positive) et une charge -Q (négative) forment un dipôle
avec un certain champ.
Fe
q
q
Fe
-
+
q
Fe
Quelques champs électriques
+
charge positive
-
+
charge négative
d
dipôle
U[
E= V . m−1 ]
d
U
condensateur plan – champ uniforme
Pour en savoir plus
●
Tension électrique
●
F .d
U=
=E .d [ V ]
q
L'intensité du courant électrique
I=
q
[ A]
t
d
conducteur
E
point de détection
U
●
Loi d'Ohm
U
U=R . I
résistance
I
R [] (Ohm)