Cours de Première sur le champ électrostatique
Introduction
- La présence d’un champ électrostatique se manifeste par l’action mécanique que subit une charge électrique.
- Un champ électrostatique agit sur des particules chargée, qu’elles soient ou non en mouvement. Il peut les accélérer et les faire dévier de leur trajectoire comme c’est le cas pour les électrons dans un canon à électrons.
Le vecteur champ électrostatique
- Un champ électrique, noté, est un champ vectoriel. Il est dirigé selon la force qui modélise l’action mécanique qui s’exerce sur une charge q et a pour expression :
Avec E en newtons par coulomb (N.C-1) ou en volt par mètre (V.m-1), F en newtons (N) et q en coulombs (C).
- On peut visualiser ce champ en faisant flotter de petits grains à la surface d’un liquide isolant à proximité de la source de champ
- Caractéristiques d’un champ électrostatique dans un condensateur plan
- Un condensateur plan est formé de deux lames conductrices planes et parallèles, les armatures, séparées par un isolant (air, verre, matériaux plastiques) aussi appelé diélectrique. La plupart des condensateurs peuvent être assimilés à un condensateur plan.
- Lorsqu’un condensateur plan est soumis à une tension électrique, les armatures acquièrent des charges électriques opposées. Un champ électrostatique est alors créé entre deux plaques.
- Caractéristiques de entre les armatures :
- Sa direction : est perpendiculaire aux armatures.
- Son sens : de l’armature positive à l’armature négative.
- Son intensité : avec U en volts (V), d en mètres (m) et E en volts par mètres (V.m-1).
- Dans un condensateur, les lignes de champ électrostatique sont des droites parallèles entre elles, perpendiculaires aux armatures et dirigées vers l’armature négative : le champ électrostatique, à l’intérieur d’un condensateur plan, est uniforme.
