POLARISATION DE LA MATIERE

Effet d ’un champ électrique extérieur sur la matière Isolants (diélectriques) Conducteurs (Métaux)

Les charges positives et négatives se déplacent légèrement ISOLANTS ACTION D ’UN CHAMP EXTERIEUR Molécule apolaire Molécule polaire + - Les charges positives et négatives se déplacent légèrement + - + - Un champ interne aux molécules apparaît + - + - Un moment dipolaire est induit Les dipôles s ’orientent dans le champ appliqué Le champ résultant + - + - + - er permittivité relative du milieu er nombre sans dimension er >1 La polarisation donne naissance à une charge résultante positive sur un côté, négative sur l’autre côté.

CONDUCTEURS ACTION D ’UN CHAMP EXTERIEUR - + Il apparaît un champ induit les charges se déplacent Le champ induit compense le champ appliqué Les charges s’accumulent sur la surface Le champ à l’intérieur d ’un conducteur en équilibre est nul

A l ’intérieur d ’un conducteur en équilibre le champ électrique à l ’intérieur d ’un conducteur en équilibre est nul Th Gauss les charges électriques sont localisées sur la surface le potentiel électrique est constant les lignes de champ sont perpendiculaires aux équipotentielles le champ électrique est normal à la surface +

INFLUENCE ELECTROSTATIQUE Soit la surface fermée S limitée par des lignes de champ entre les conducteurs (1) et (2) et fermée à l’intérieur de ces conducteurs Conducteur 1 Conducteur 2 le long des lignes de champ à l ’intérieur des conducteurs Théorème de Gauss Les surfaces de conducteurs en regard portent des charges opposées.

CAPACITE

Le potentiel d ’une sphère de rayon R portant une charge Q est Le rapport de la charge sur le potentiel Ce rapport est indépendant de la charge Q On appelle capacité d’un conducteur isolé Elle ne dépend que de la forme et des dimensions du conducteur. Elle s’exprime en Farad (F) 1F = 1C.V-1. On utilise plus fréquemment les sous multiples  mF(grande capacité), mF, nF, pF (capacité parasite).

CONDENSATEUR Le concept de capacité peut être étendu à un ensemble de deux conducteurs en regard l’un de l’autre. Condensateur : deux conducteurs voisins (de sorte que les phénomènes d’influence soient intenses) appelés armatures séparés par un isolant (ou diélectrique). Lorsque les armatures s’entourent complètement il est dit fermé ou à influence totale. La charge du condensateur est alors définie comme étant celle de l’armature interne. V2 +Q -Q V1

Association de condensateurs série parallèle Exemples de condensateurs au mica ou céramique en papier électrochimique bouteille de Leyde à air Outre sa capacité, un condensateur est caractérisé par la tension maximale qu’il peut supporter sans se détériorer.

Energie emmagasinée dans un condensateur

Utilisation des condensateurs Réservoir d ’énergie pouvant être rapidement restituée Composant essentiel en électronique Production & réception des oscillations à très hautes fréquences Protection des réseaux contre les surtensions Amélioration du facteur de puissance des installations