Chapitre 2 Le champ électrique 2.0 Introduction Pourquoi devons-nous introduire la notion de champ électrique ? Comment le représenter? Quel est son rôle? L’explication des effets électriques à l’aide des forces électriques n’est pas vraiment satisfaisante. Prenons la situation suivante F12 F21 r + q1 q2 Nous savons comment calculer la force, mais quel agent exerce cette force ? Autrement dit qu’est-ce qui exerce la force? 1

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. 2

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

2.1 Le champ électrique Exemple 1 : Calcul du champ électrique Deux petites balles en métal sont placées à 1,00 m l’une de l’autre. L’une d’elles porte une charge de - 36,0 mC et l’autre une charge de 8,00 mC. a) Quel est le champ résultant à 2,00 m à droite de la charge positive ? Situation 1,00m - + 2,00m - 36,0 mC 8,00 mC x

+ - 2.1 Le champ électrique J’illustre la situation - 36,0 mC 8,00 mC x E1 E2 X 1.00m 2.00m Problème : Je cherche le champ résultant E Solution possible : J’utilise le principe de superposition. Calculons d’abord d’abord les grandeurs

2.1 Le champ électrique Selon le définition du champ électrique pour une charge ponctuelle, on peut écrire = ( 1,80 - 3,60 )x 104 = - 1,80x104 N/C Résultat probable : D’après mes calculs, la valeur du champ résultant E est - + - 36,0 mC 8,00 mC q1 q2 E x

- + - + 2.1 Le champ électrique b)À quel endroit, ailleurs qu’à l’infini, le champ résultant est-il nul ?? Situation : 1,00m - + - 36,0 mC 8,00 mC Solutions possibles 1,00m - + - 36,0 mC 8,00 mC 3 ? 1? 2?

- + - + En regardant l’orientation des champs produits par les charges - 36,0 mC 8,00 mC 2? 3 ? - + 1? On constate que seulement le troisième endroit est possible. - q1 q2 1,00m x1 + Problème : x1 ? E2 E1 x Simulation IP

- + q1 q2 E1 E2 Problème : x1 ? 1,00m x1 Solution possible : J’utilise le principe de superposition et la définition du champ. donc composante Selon la définition du champ

Après simplification Maple2.1 a ) b ) X

2.1 Le champ électrique La position x1 =0,679 m doit être rejetée, elle n’est pas physique Résultat probable : D’après mes calculs, le champ électrique résultant est nul à la position suivante: 1,89 m - q1 q2 1,00m + x Voir les autres exemples dans le manuel.