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.
- E et F sont de même sens si q>0
- 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 qo 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 q
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 qA, qB et qC trois charges électriques telles que qA>0, qB>0 et qC<0 on a:
D'une manière générale si on a n charges ponctuelles: q1, q2, q3... qn le champ électrique résulte en un point M ayant une charge q sera E=E1+E2+E3... En=F/q
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:
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale