Électrostatique
Électrostatique : charges, champ, potentiel et condensateur
1
Charges électriques
Charge et conservation
La charge électrique q est une grandeur scalaire qui s’exprime en coulomb.
- Deux signes existent, positif et négatif.
- La charge se conserve dans un système isolé.
- Des charges de même signe se repoussent et de signes opposés s’attirent.
Loi de Coulomb
La force électrostatique dépend des charges et décroît comme l’inverse du carré de la distance.
2
Champ électrique
Définition locale
Le champ électrique est la force exercée sur une charge test positive, divisée par cette charge.
Superposition
3
Potentiel et énergie
Lien champ-potentiel
Champ électrique
- Vecteur.
- Agit localement.
- Se somme vectoriellement.
Potentiel électrique
- Scalaire.
- Plus simple à sommer.
- Défini à une constante près.
Relations utiles
L’énergie potentielle électrostatique d’une charge ponctuelle vaut la charge multipliée par le potentiel.
Travail et énergie
Une charge q se déplace entre deux points de potentiels différents. Que varie-t-il ?
- Le champ effectue un travail conservatif.
- La différence de potentiel fixe la variation d’énergie.
On relie directement le déplacement à la variation d’énergie par le potentiel.
4
Condensateur plan
Modèle de base
| Élément | Rôle |
|---|---|
| Deux armatures | Portent des charges opposées. |
| Distance | Sépare les plaques. |
| Champ entre plaques | Est approximativement uniforme. |
Capacité
La capacité relie la charge stockée Q à la tension V entre les armatures.
Mini-défi
==Si tu vois Q = CV, pense immédiatement charge, tension, capacité.==
5
Méthode de révision
À retenir
- Les charges interagissent par la loi de Coulomb.
- Le champ décrit l’action locale.
- Le potentiel et l’énergie simplifient les calculs.
Vérification rapide
- Quelle loi décrit l’interaction entre deux charges ponctuelles ?
- Quelle relation définit le champ électrique ?