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Cours potentiel et énergie potentielle électriques avec exercices, tutoriel & guide de travaux pratiques interaction électrique en pdf.
Tension et différence de potentiel
La valeur du potentiel en un point dépend du choix du niveau de référence. La différence des potentiels en deux points différents d’un champ électrostatique est indépendante de ce choix et peut être mesurée à l’aide d’un voltmètre. Cette différence de potentiel est appelée tension électrique.
Exercice
Un pendule électrostatique est en équilibre entre deux plaques A et B conductrices, verticales et parallèles, distantes de d = 10 cm. Celles-ci portent des charges opposées.
Le fil isolant de masse négligeable fait avec la verticale l’angle α = 6,5◦.
La sphère de masse
m = 1,2 g porte la charge négative q = −75 nC.
1. Déterminer les caractéristiques de la force électrostatique F~él agissant sur le pendule.
2. Déterminer les caractéristiques du champ électrostatique E~ entre les plaques.
3. Quels sont le signe et la valeur de la tension UAB = VA − VB entre les plaques ?
4. La tension appliquée par le générateur double. Quelle est la nouvelle valeur de l’angle α ?
Énergie et puissance électriques
Le fonctionnement d’un circuit électrique est assuré par le mouvement d’un grand nombre de charges électriques ponctuelles. Nous allons faire une analyse énergétique des circuits comprenant des éléments à deux bornes, appelés dipôles.
Des exemples de dipôles d’usage quotidien sont la pile, l’accumulateur, la lampe à incandescence, le moteur électrique, . . .
Générateurs et récepteurs électriques
Il est possible de classer les dipôles électriques en deux catégories : les récepteurs et les générateurs. Ce sont tous des convertisseurs d’énergie, mais ils se différencient par la nature des formes d’énergie qui entrent et qui sortent.
Loi de Joule
Appliquons les résultats précédents au cas particulier d’un conducteur ohmique, pour lequel :
UAB = R I
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