Chapitre 1. Charges de mêmes signes se repoussent. Charges de signes opposés s attirent

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1 Chapitre 1 Charge élémentaire est la plus petite valeur de charge possible, elle correspond à la charge d un proton. Sa valeur est : e= C Charge d un électron: q e = C. Charge d un proton: q p = C. La charge est quantifiée : Q = n. e où n est le nombre de particules élémentaires (ecès ou déficit des électrons) n est un entier. La charge totale d un système isolé reste constante Charges de mêmes signes se repoussent Charges de signes opposés s attirent Loi de Coulomb La force de Coulomb est une force située sur la ligne d action reliant les charges q à Q k , N m / C ou k N m / C 1 0 8,8510 C / ( N m ) Principe de superposition : Eemple : la force eercée sur la charge q 1 de la part des autres charges q, q 3 et q 4 est donnée par la force résultante :

2 Chapitre Charge positive : les lignes de charge sont sortantes de la charge Charge négative : les lignes de charge sont entrantes vers la charge À une distance r d une charge ponctuelle Q, le la grandeur du champ électrique créée par la charge Q est égal à : L unité de E est N/C F E = qe et F E = q E Si q 0 F E et E sont de même sens Si q 0 F E et E sont de sens opposés Principe de superposition Charges en mouvement dans un champ uniforme : L accélération d une particule chargée dans un champ électrique uniforme est égal à : Dans ce cas, on peut déterminer la position (coordonnées de la particule chargée), sa vitesse et son accélération en utilisant les formules de la cinématique. Distributions continues de charges Densité de charge linéique λ = q l son unité (C/m) (dans le cas ou λ est constante) Densité de charge surfacique σ = q A son unité (C/m ) (dans le cas ou σ est constante) Densité de charge volumique ρ = q V son unité (C/m3 ) (dans le cas ou ρ est constante)

3 Résultats de quelques distributions continues Champ crée par un disque de rayon R et chargé par σ constante, en un point appartenant à son ae Grandeur : E = πk σ (1 cos α) ou E = πk σ (1 ou E = σ ε 0 (1 cos α) Direction : Perpendiculaire au plan ( +R ) 1/) R O σ (C/m α E Ae du disque On peut remplacer aussi σ par σ = Q A = Q πr Champ électrique crée par un(e) plan (plaque) infini(e) chargé (e) par la densité surfacique de charge σ constante est donné par : Grandeur : E = πk σ = σ ε 0 Direction : Perpendiculaire au plan Le champ électrique en un point appartenant à l ae de l anneau chargée par Q (ou λ) uniforme est donné par : Z E z = k.q.z (R +z ) 3/ k avec Q = λ. L = λ. πr z E y R O Le champ électrique en un point P, appartenant au centre d un arc chargé par λ Secteur d anneau d angle et de densité de charge linéique λ constante P

4 Champ crée par un fil de longueur L Le champ électrique crée en un point distant de du fil ou tige de longueur L est donné par la relation suivante : P Champ crée par un Fil de longueur L en un point appartenant à la médiatrice Le champ électrique crée en un point appartenant à la médiatrice et distant de du fil ou tige de longueur L est donné par la relation suivante : Grandeur Direction : Perpendiculaire au fil et passe au milieu du fil Le champ électrique crée en un point distant de du fil ou tige infini est donnée par la relation suivante : Grandeur : E = kλ Direction : Perpendiculaire au fil E Champ créé par un demi-fil infini

5 Champ créé par un fil chargé par Q en un point appartenant à l ae du fil E Q L