Champ électrique et lours Caractéristiques

Champ électrique et lours  Caractéristiques

Vecteur champ électrique

Un champ électrique E règne en un point M et une région de l'espace si dans cette région un corps électrisé de charge q placé au point M est soumis à une force d'origine électrique noté F telle que E=F/q

Caractéristiques de E

·         Le point d'application. Ici le point d'application est le point M.

·         La direction est celle de F. C'est celle de F.

·         Le sens. Dépend du signe de q.

o    E et F sont de même sens si q>0

o    E et F sont de sens contraire si q<0.

·         Le module E=F/|q| ; E=N/C et V/m.

Champ électrique créé par une charge ponctuelle

Nous nous proposons de déterminer dans ce qu'il suit les caractéristiques du vecteur champ électrique créé par une charge ponctuelle q_o en un point M qui a pour charge q.

Caractéristique du vecteur champ

Le module du champ électrostatique ne dépend que de la charge qui a crée se champ.

Le champ électrique est orienté de O vers M quand qo>0 et de M vers O quand q_o<0

Les lignes de champ

Ce sont des courbes tangentes en chacun de leur point au vecteur champ électrostatique. Elles ont la même orientation que le vecteur champ E. L'ensemble des lignes de champ forme le spectre électrique.

Champ électrique créé par plusieurs charges ponctuelles

Soit q_A, q_B et q_C trois charges électriques telles que q_A>0, q_B>0 et q_C<0 on a:

D'une manière générale si on a n charges ponctuelles: q₁, q₂, q₃... q_n le champ électrique résulte en un point M ayant une charge q sera E=E₁+E₂+E₃... E_n=F/q

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Champ électrique uniforme

Un champ électrostatique E est dit uniforme s'il est constant en module, en sens et en direction en tout point de l'espace où règne le champ.
On retrouve un tel champ entre deux plages métalliques planes et parallèles sur lesquelles on a apporté des charges électriques de signe contraire comme démontre la figure ci-dessous.

Le champ électrique est toujours dirigé de la plaque positive vers la plaque négative. Et les lignes de champ sont toujours parallèles.

Travail d'une force électrique dans un champ uniforme

Soit q une charge électrique positive placée dans un champ électrique uniforme comme la montre la figure ci-dessus.
On montre que le travail d'une charge électrique q de A à B ne dépend pas du chemin suivi et on a:

Expression du travail en fonction de la différence de potentielle (d.d.p)

Le travail d'une force F dans un champ électrique uniforme est égale au produit de la (d.d.p) entre les plaques A et B par la charge q. On a: