Tout sur les champ électrostatique
Le champ électrostatique
Qu'est-ce qu'un champ électrostatique ?
Le champ électrostatique est un espace autour d'une charge électrique où cette charge exerce une force sur d'autres charges électriques. Il s'agit d'un champ créé par des charges fixes (qui ne bougent pas).
Les propriétés du champ électrostatique
- Il est créé par des charges électriques positives ou négatives.
- Les lignes de champ électrostatique partent des charges positives et vont vers les charges négatives.
- Plus les lignes sont proches, plus le champ est fort à cet endroit.
- La force exercée par le champ sur une charge q placée dans ce champ est donnée par la loi de Coulomb.
La loi de Coulomb
La force électrique (F) exercée entre deux charges q₁ et q₂ separated par une distance d est donnée par :
F = k × |q₁ × q₂| / d²
où k est la constante de Coulomb, égale à environ 9 × 10⁹ N·m² / C².
Cette force est attractive si les charges ont des signes opposés (une positive et une negative), et répulsive si elles ont le même signe.
Exemple pour vérifier la compréhension
Imagine deux charges : q₁ = +2 μC (microcoulombs) et q₂ = -3 μC, séparées par une distance de 0,5 m. Quelle est la force exercée entre elles ?
- k ≈ 9 × 10⁹ N·m² / C²
- q₁ = +2 × 10⁻⁶ C
- q₂ = -3 × 10⁻⁶ C
- d = 0,5 m
Calcul :
F = 9 × 10⁹ × |2 × 10⁻⁶ × (-3 × 10⁻⁶)| / (0,5)²
F = 9 × 10⁹ × 6 × 10⁻¹² / 0,25
F = (9 × 6) × 10⁻³ / 0,25 = 54 × 10⁻³ / 0,25 = 0,216 N
La force est attractive, avec une intensité d'environ 0,216 N.
- Question : Si les charges étaient toutes deux positives, la force aurait été ?
- Réponse : Elle aurait été répulsive, mais d'une même intensité.
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