Le champ électrique

Introduction

Le champ électrique est une région de l'espace dans laquelle une charge électrique subit une force électrique. Il permet de décrire l'influence d'une charge sur son environnement.

Définition du champ électrique

Le champ électrique \(ec{E}\) en un point est un vecteur qui indique la force électrique exercée sur une charge test positive placée en ce point.

Caractéristiques du champ électrique

• Direction : la direction de \(ec{E}\) est celle de la force exercée sur la charge test positive.
• Sens : le sens du vecteur \(ec{E}\) est celui de la force si la charge est positive, inverse si négative.
• Norme : la valeur de \(ec{E}\), c'est-à-dire son amplitude, dépend de la charge et de la distance.

Formule du champ électrique créé par une charge ponctuelle

Le champ électrique créé par une charge ponctuelle \(Q\) à une distance \(r\) est donné par :

\[ oxed{ec{E} = rac{1}{4\pi arepsilon_0} rac{Q}{r^2} ec{u} }\]

où :

• \(arepsilon_0 pprox 8,85 imes 10^{-12} \, ext{F/m}\) est la permittivité du vide,
• \(Q\) est la charge source,
• \(r\) est la distance entre la charge source et le point considéré,
• \(ec{u}\) est le vecteur unitaire dirigé de la charge source vers le point considéré.

Représentation graphique

Les lignes de champ électrique sont des lignes imaginaires tracées dans l'espace, tangent à \(ec{E}\) en chaque point. Plus elles sont proches, plus le champ est intense.

Conclusion

Le champ électrique permet de visualiser l'influence d'une charge sur son environnement. La formule montre que cette influence diminue avec le carré de la distance.