Champ électrostatique (Sciences Maths) – Exercices

Résumé et Points Clés

Résumé : Champ Électrostatique

Le champ électrostatique est un champ de force créé par des charges électriques immobiles. Une expérience avec un pendule électrostatique montre qu’une charge crée autour d’elle un champ électrique, et toute autre charge placée dans ce champ subit une force électrostatique.

Concepts et Définitions Clés :

• Loi de Coulomb : La force entre deux charges ponctuelles est proportionnelle au produit de leurs charges et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
• Champ créé par une charge ponctuelle : Une charge Q crée en un point M un vecteur champ électrique E. Son sens est centrifuge si Q>0 et centripète si Q<0.
• Force électrique : Une charge q placée dans un champ E subit une force F = q.E. Le sens de F est celui de E si q>0, et opposé si q<0.
• Principe de superposition : Le champ créé par plusieurs charges est la somme vectorielle des champs créés par chaque charge.
• Lignes de champ : Courbes tangentes en chaque point au vecteur E, orientées dans son sens.
• Champ uniforme : Un champ est uniforme dans une région si le vecteur E y a même direction, même sens et même valeur (ex : entre deux plaques parallèles chargées). Sa norme est E = U/d, où U est la différence de potentiel et d la distance.

Conseils pour l’examen :

• Maîtriser l’expression vectorielle de la loi de Coulomb et du champ créé par une charge ponctuelle.
• Savoir appliquer le principe de superposition pour calculer un champ résultant.
• Distinguer clairement la charge source qui crée le champ et la charge test qui subit la force.
• Pour un champ uniforme, retenir la relation E = U/d et les propriétés des lignes de champ (parallèles et équidistantes).
• Faire attention à l’orientation des vecteurs (champ et force) en fonction du signe des charges.