Cours électricité matériaux conducteurs, matériaux isolants

Cours électricité matériaux conducteurs, matériaux isolants, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Charge électrique

La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière (au même titre que la masse) intervenant dans les phénomènes électromagnétiques. À l’échelle atomique et dans le cadre de la Physique des basses énergies, on distingue trois types de particules : – les particules neutres, sans charge, – les électrons (e–) chargés négativement (–), – les protons (p+) chargés positivement (+).
Unité, dimension L’unité de charge est le coulomb (C) [q] = I.T 1 C = 1 A.S
La nature discrète (quantification) de la charge électrique a été mise en évidence par Millikan (1909 cf. TD). Les deux types de particules e– et p+ ont même charge en valeur absolue : e = |e–| = p+ = 1.602 10-19 C
• On peut rencontrer des particules chargées sous forme d’ions (atomes ou molécules chargées).
Cours LP203 – 2012-2013 – Chapitre 1 2/46

Matériaux conducteurs, matériaux isolants

Du point de vue électrique, on distingue deux grandes familles de matériaux : les isolants et les conducteurs
• Matériaux isolants / diélectriques Dans les matériaux isolants, les charges sont fixes. Le phénomène de charges est localisé de manière fixe.
• Matériaux conducteurs Dans ce type de matériau, les charges sont libres de se déplacer. ⇒ pas de localisation fixe du phénomène de charge. Les charges se répartissent dans l’ensemble du matériau sous l’effet de la répulsion électrostatique (on verra par la suite).
Remarques : • une charge globale positive est généralement due à un déficit de charges négatives.
• Pour un objet chargé électriquement, la charge totale est donnée par : q = (Np+ – Ne–) · e
Le nombre de charges est beaucoup plus petit que le nombre d’atomes dans le matériau : |Np+ – Ne–| << Np+ , Ne–
• Pour un système isolé, la charge électrique totale, c.a.d. la somme algébrique des charges positives et négatives, est constante : conservation de la charge