Relation entre force électrique et champ électrique

Cours relation entre force électrique et champ électrique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Le champ électrique

a) Relation entre force électrique et champ électrique

Pour interpréter l’interaction électrique, on peut stipuler que tout objet (de charge électrique Q et placé en une origine spatiale O) crée autour de lui un champ électrique.
En un point P (hors de l’objet), ce champ s’écrit ………………..
Par définition du champ, un second objet de charge électrique q et placé en P est soumis à la force électrique :
Rem 1 : la charge Q est appelée charge source du champ électrique ) (PE , la charge q est appelée charge témoin (ou charge d’essai). Rem 2 : le champ ) (PE caractérise une propriété de l’espace due à la présence en O de la charge source Q ; il ne dépend pas de la charge témoin placée (ou non) en P.
Rem 3 : comme pour le champ de gravitation, c’est seulement en plaçant en P la charge témoin q que l’on peut détecter le champ électrique ) (PE . En mesurant la force électrique subie par q, on peut en déduire la valeur du champ.
Rem 4 : dans tous les exercices, nous supposerons que la charge témoin située en P ne modifie pas le champ électrique auquel elle est soumise.

b) Valeur et unité du champ électrique

 Ecrire la formule précédente en intensité et non plus en vecteur :  En déduire l’unité de ) (PE :
Rem : nous verrons plus loin qu’il existe une autre unité plus courante : le volt par mètre (V / m ou V.m-1).

c) Expression du champ électrique

 Si l’objet à l’origine du champ possède une répartition de charges quelconque, l’expression du champ est complexe.  En utilisant la loi de Coulomb, donner l’expression du champ créé par une charge considérée comme ponctuelle :
 Si l’objet à l’origine du champ possède une répartition de charge à symétrie sphérique (c’est-à-dire qu’à une distance donnée du centre de symétrie, la charge électrique de l’objet est toujours la même), nous admettrons que l’expression précédente est encore valable.
Rem 1 : a) Si la charge source Q est positive : ) (PE et OP u 
sont de …………………… sens ;
on dit que ) (PE est ……………………………………………. ( = « qui fuit le centre » car dirigé de O vers P). b) Si la charge source Q est négative : ) (PE et OP u  sont de sens ………………………….. ; on dit que ) (PE est ……………………………………………. (= « dirigé vers le centre » car dirigé de P vers O).