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11 Chapitre 2 Le champ électrique 2.0 Introduction Pourquoi devons-nous introduire la notion de champ électrique ? Lexplication des effets électriques.

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1 11 Chapitre 2 Le champ électrique 2.0 Introduction Pourquoi devons-nous introduire la notion de champ électrique ? Lexplication des effets électriques à laide des forces électriques nest pas vraiment satisfaisante. Prenons la situation suivante F 12 F 21 r q1q1 q2q2 Nous savons comment calculer la force, mais quel agent exerce cette force ? Autrement dit quest-ce qui exerce la force? Comment le représenter? Quel est son rôle?

2 22 Le champ électrique ( 2.0 Introduction ) En résumé, le champ électrique résout les problèmes d action à distance et d action instantanée. Le champ électrique est responsable de la force électrique Le champ produit une action locale et transmet son effet de proche en proche comme une onde. 2.1 Le champ électrique ( définition) Toute charge électrique produit un champ électrique dans l espace qui l entoure.

3 33 Champ électrique responsable des effets Vecteur représentant les propriétés électriques de lespace Actions à distance et instantanée ( Problème) Actions locale et transmise (Solution) Principe de superposition c. ponctuelle Résumé : Réseau de concepts associés au champ électrique analogie base

4 4 2.1 Le champ électrique Exemple 1 : Calcul du champ électrique Deux petites balles en métal sont placées à 1,00 m lune de lautre. Lune delles porte une charge de - 36,0 C et lautre une charge de 8,00 C. a) Quel est le champ résultant à 2,00 m à droite de la charge positive ? 1,00m -+ 2,00m - 36,0 C 8,00 C x Situation

5 5 2.1 Le champ électrique Jillustre la situation Problème :Je cherche le champ résultant E Solution possible : Jutilise le principe de superposition. Calculons dabord dabord les grandeurs X 1.00m m - 36,0 C 8,00 C q1q1 q2q2 E1E1 E2E2 x

6 6 2.1 Le champ électrique Selon le définition du champ électrique pour une charge ponctuelle, on peut écrire = ( 1,80 - 3,60 )x 10 4 = - 1,80x10 4 N/C Résultat probable : Daprès mes calculs, la valeur du champ résultant E est ,0 C 8,00 C q1q1 q2q2 E x

7 7 2.1 Le champ électrique b)À quel endroit, ailleurs quà linfini, le champ résultant est-il nul ?? Situation : 1,00m ,0 C 8,00 C Solutions possibles 1,00m ,0 C 8,00 C 3 ? 1? 2?

8 8 En regardant lorientation des champs produits par les charges 3 ? 1? 2? - 36,0 C 8,00 C +- On constate que seulement le troisième endroit est possible. - q1q1 q2q2 1,00m x1x1 + Problème : x 1 ? E2E2 E1E1 x Simulation IP

9 9 Solution possible :Jutilise le principe de superposition et la définition du champ. x1x1 - q1q1 q2q2 1,00 m + Problème : x 1 ? E2E2 E1E1 x donc Selon la définition du champ composante

10 10 Après simplification a ) b ) X Maple2.1

11 11 La position x 1 =0,679 m doit être rejetée, elle nest pas physique Résultat probable : Daprès mes calculs, le champ électrique résultant est nul à la position suivante: 1,89 m - q1q1 q2q2 1,00m + x Voir les autres exemples dans le manuel. 2.1 Le champ électrique


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