Introduction

Le champ électrique décrit la région autour d’une charge électrique où une autre charge électrique subit une force. Il permet de représenter l’effet d’une charge sur son environnement.

La notion de champ électrique

Le champ électrique est un vecteur qui associe à chaque point un vecteur représentant la force que subira une charge électrique placée à cet endroit.

Définition mathématique

La grandeur du champ électrique \( ec{E} \) en un point est donnée par :

\( ec{E} = \dfrac{ec{F}}{q} \)

où :

• \( ec{F} \) est la force exercée sur une charge test en ce point,
• \( q \) est la valeur positive de la charge test placée à cet endroit.

Champ électrique d’une charge ponctuelle

Pour une charge ponctuelle \( Q \), le champ électrique en un point situé à une distance \( r \) est :

\( ec{E} = \dfrac{1}{4\pi arepsilon_0} \dfrac{Q}{r^2} ec{u} \)

où :

• \( arepsilon_0 \) est la permittivité du vide, \( arepsilon_0 pprox 8,85 imes 10^{-12} \, \mathrm{F/m} \),
• \( ec{u} \) est le vecteur unitaire orienté du charge Q vers le point considéré.

Représentation graphique

Les lignes de champ électrique partent du positif et vont vers le négatif, ce qui indique la direction du vecteur \( ec{E} \). Plus elles sont proches, plus le champ est fort.

Conclusion

Le champ électrique est essentiel pour comprendre les interactions électriques. Il est caractérisé par sa direction, son sens et son intensité, qui dépend de la charge et de la distance.