Interaction électrique et champ électrique

I. La charge électrique

1. Electrisation par frottement.

Il existe 2 sortes d'électricité : l'électricité positive, l'électricité négative.

2. Propriété des corps chargés

Electrisation par contact, par frottement. Il existe 3 interactions entre des corps chargés.

3. Unité de charge électrique : le coulomb C

Q = I.t

1C = 1A.s

II. La loi de Coulomb

1. Expression de la loi

a/ dans le vide ou dans l'air

FA=FB = 1

(40) .

a bq q

r

2

FA et FB en N, qa et qb en C

1/(40) : sans unité

0 : constante universelle : permittivité du vide : 0= 1/(36*109) SI 8.85 *10

12 SI

b/ Dans d'autres isolants

FA=FB = 1

(4) . a bq q

r

2

: permittivité de l'isolant

R=/0 permittivité relative de l'isolant par rapport au vide.

c/ expression vectorielle de la loi

FB=-FA = 1

(40) .

a bq q

r

2

i dans le vide et dans l'air (i est dirigé vers B)

2. Comparaison de la loi de gravitation de Newton et de la loi de coulomb

Analogie : 2 lois en 1r2

Différence : la force de gravitation est toujours attractive, la force électrique est soit attractive, soit répulsive.

Elles n'ont pas le même ordre de grandeur.

Dans les problèmes d'attraction ou de répulsion électrostatique, on pourra négliger la force de gravitation.

III. Le champ électrique

1. Définition

On dit qu'en un point B de l'espace il existe un champ électrique si, en plaçant en B une charge q, celle-ci est

soumise à une force électrique.

Le vecteur champ électrique E

E=

F

q

F : force qui s'exerce sur q en B

2. Unités

E = F

q avec E en N;C

-1 ; F en N et q en C

3. Le champ électrique crée par une charge ponctuelle

a/ Expression de E

Dans le vide :

E=

1

(40) .

q

r 2.i avec q crée le champ

E = 1

(40) x

q

r 2 avec q en C ; r en m; E en C.m

-2

b/ Les lignes de champ

c/ Etude d'un champ électrique uniforme

Le champ électrique s'oriente toujours vers le moins.

E : direction : perpendiculaire aux plaques ; sens celui des potentiels décroissants

Le condensateur plan est constitué de deux plaques rectangulaires métalliques séparées par un isolant

diélectrique.

E=U/d = Q/(0S) Q: charge de l'armature positive ; 0 permittivité du diélectrique ; S : surface de l'armature.

E : V.m-1

(unité usuelle) U en V et d en m