COURS DELECTROSTATIQUE Plan
Attraction de corps légers avec des corps frottés …. CHAMP ELECTRIQUE - POTENTIEL ELECTRIQUE. Cours Electrostatique – Charge électrique Potentiel électrique - 4.
Cours dElectrostatique-Electrocinétique
Energie potentielle électrostatique a. Energie électrostatique d'une charge ponctuelle b. Energie électrostatique d'un ensemble de charges ponctuelles.
Electrostatique et Magnetostatique : Notes du cours
Jan 25 2013 Pourquoi faire et à quoi ça sert ? Electrostatique. 1. Courants électriques
cours electrostatique 301
Electrisation d'un corps. • Excès d'électrons (-): corps électrisé négativement. • Carence en électrons (+) : ' ' positivement.
Cours dElectrostatique Filière STPI Pr. Rachid MALEK
Energie électrostatique d'un ensemble de charges ponctuelles Nous verrons plus loin lors du cours sur le champ magnétique
electrostatique-electrocinetique.pdf
fondamentaux du cours illustrés par quelques exemples classiques et accompagné par des exercices d'application dont une partie est tirées des sujets de
26 - Electrostatique : Cours
Le cadre de l'électrostatique est tel que les sources du champ électrique sont des charges. IMMOBILES dans le référentiel d'étude. Le chapitre suivant sera
Cours dElectrostatique-Electrocinétique
Université Joseph Fourier. DEUG SMa. Cours d'Electrostatique-Electrocinétique. Jonathan Ferreira. Année universitaire 2001-2002
RAPPELS ET COMPLÉMENTS DÉLECTROSTATIQUE ?
plan du cours d'électromagnétisme. RAPPELS ET COMPLÉMENTS. D'ÉLECTROSTATIQUE 1) Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle :.
Chapitre 1 :Le champ électrostatique
4.0 International”. https://www.immae.eu/cours/ B) Le champ électrostatique macroscopique ?d. On a. 3. 0 . 4. 1 r r d.
![Cours dElectrostatique-Electrocinétique Cours dElectrostatique-Electrocinétique](https://pdfprof.com/Listes/16/27212-16view.phpid8374.pdf.jpg)
Plan du cours
I- Le champ électrostatique
1. Notions générales
a. Phénomènes électrostatiques b. Structure de la matière c. Les divers états de la matière d. Matériaux isolants et conducteurs2. Force et champ électrostatiques
a. La force de Coulomb b. Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle c. Champ créé par un ensemble de charges d. Propriétés de symétrie du champ électrostatique II- Lois fondamentales de lélectrostatique1. Flux du champ électrostatique
a. Notion d"angle solide b. Le Théorème de Gauss c. Exemples d"application d. Lignes de champ2. Circulation du champ électrostatique
a. Notion de potentiel électrostatique b. Potentiel créé par une charge ponctuelle c. Potentiel créé par un ensemble de charges3. Le dipôle électrostatique
a. Potentiel créé par deux charges électriques b. Champ électrostatique créé à grande distance c. Complément : développements multipolairesIII- Conducteurs en équilibre
1. Conducteurs isolés
a. Notion d"équilibre électrostatique b. Quelques propriétés des conducteurs en équilibre c. Capacité d"un conducteur isolé d. Superposition d"états d"équilibre2. Systèmes de conducteurs en équilibre
a. Théorème des éléments correspondants b. Phénomène d"influence électrostatique c. Coefficients d"influence électrostatique3. Le condensateur
a. Condensation de l"électricité b. Capacités de quelques condensateurs simples c. Association de condensateursIV- Energie et actions électrostatiques
1. Energie potentielle électrostatique
a. Energie électrostatique d"une charge ponctuelle b. Energie électrostatique d"un ensemble de charges ponctuelles c. Energie électrostatique de conducteurs en équilibre d. Quelques exemples2. Actions électrostatiques sur un conducteur en équilibre
a. Notions de mécanique du solide b. Calcul direct des actions électrostatiques sur un conducteur chargé c. Calcul des actions électrostatiques à partir de l"énergie d. Exemple du condensateur e. Exemple du dipôleV- Electrocinétique
1. Courant et résistance électriques
a. Le courant électrique b. La densité de courant électrique c. Loi d"Ohm microscopique d. Loi d"Ohm macroscopique2. Eléments d"un circuit électrique
a. Notion de circuit électrique b. Puissance électrique disponible c. Nécessité d"une force électromotrice3. Lois régissant les circuits électriques
a. Loi d"Ohm généralisée b. Lois de conservation (lois de Kirchhoff) c. Résolution pratique des équations en électrocinétique d. Le théorème de ThèveninFormulaire d'électrostatique
Champ électrostatique
Créé par une particule:
EMq ru()=1 4 02Créé par n charges ponctuelles:
EMq ru i i i in 1 4 02 1 Créé par une distribution continue:EM dEM dEMdq ru() () ()== avec 1 4 02Distributions de charges :
linéique: dq = dl surfacique: dq = d S volumique: dq = d 2 3 VPotentiel électrostatique
Créé par une charge ponctuelle
VMq rV()=+1 4 00Créé par n charges ponctuelles
VMq rV i i in 1 4 010Créé par une distribution continue
VMdq rV()=+ 1 4 00Conducteurs en équilibre
Champ à proximité (Th de Coulomb) :
En=0Capacité d'un conducteur isolé :
CQ V= où Q = d S 2Surface
Coefficients d"influence (n conducteurs) :
QCV CC
iijj jn ij ji 1 avecCapacité d"un condensateur
CQUUVV== où
12Propriétés fondamentales
Flux (Th. de Gauss) :
EdSQ Sint 0Circulation :
VA VB Edl E V
AB gradEnergie potentielle électrostatique
D'une charge ponctuelle :
WqV eD'un conducteur isolé :
WQVCV e ==1 2122
D'un système de n conducteurs :
WQV e in ii 1 2 1Force électrostatique
Sur une particule chargée (Coulomb)
FqE=Sur un conducteur en équilibre
FdF EdSPdSn
Sext SS 222Expression via l'énergie (condensateur)
FWUC e grad grad 2 2Dipôle électrostatique
Moment dipolaire électrique :
pqd=Potentiel à grande distance :
VMpu()=
4 02Energie électrostatique
WpE eextForce et moment électrostatiques
Fgrad p E p E
ext ext = etElectrocinétique
Densité de courant
jnqv=Courant
IdQ dtjdSSection
2Loi d 'Ohm locale
jE= ( conductivité, =1/ résistivité)Résistance d'un conducteur
RVV IEdl EdS ABAB S 2Force électromotrice (fém) entre A et B
eF qdl E dl AB m ABBilan de puissance d'une portion de circuit
AR e B IUV V RIe
PUI AB =, puissance disponible entre A et BP=RI , puissance dissipée par effet Joule
P=eI, puissance fournie (générateur si e > 0) ou consommée (récepteur si e < 0) J2Lois de conservation
Loi des nuds
II entrants sortants Loi des mailles
RI e kk k kn 0 1 1Chapitre I- Le champ électrostatique
I.1- Notions générales
I.1.1- Phénomènes électrostatiques : notion de charge électriqueQuiconque a déjà vécu l"expérience désagréable d"une " décharge électrique » lors d"un
contact avec un corps étranger connaît un effet électrostatique. Une autre manifestation del"électricité statique consiste en l"attraction de petits corps légers (bouts de papier par ex.)
avec des corps frottés (règles, pour continuer sur le même ex.). Ce type de phénomène est
même rapporté par Thalès de Milet, aux alentours de 600 av. J.-C. : il avait observél"attraction de brindilles de paille par de l"ambre jaune frotté... Le mot électricité, qu désigne
l"ensemble de ces manifestations, provient de " elektron », qui signifie ambre en grec.L"étude des phénomènes électriques s"est continuée jusqu"au XIXème siècle, où s"est
élaborée la théorie unifiée des phénomènes électriques et magnétiques, appelée
électromagnétisme. C"est à cette époque que le mot " statique » est apparu pour désigner les
phénomènes faisant l"objet de ce cours. Nous verrons plus loin, lors du cours sur le champ magnétique, pourquoi il en est ainsi. On se contentera pour l"instant de prendre l"habitude de parler de phénomènes électrostatiques. Pour les mettre en évidence et pour apporter une interprétation cohérente, regardons deux expériences simples.Expérience 1 :
Prenons une boule (faite de sureau ou de polystyrène, par ex.) et suspendons-la par un fil.Ensuite on approche une tige, de verre ou dambre, après lavoir frottée préalablement : les
deux tiges attirent la boule.Par contre, si l"on approche simultanément les deux tiges côte à côte, rien ne se passe.Verre ou Ambre++++++++++
Verre Ambre Tout se passe donc comme si chacune des tiges était, depuis son frottement, porteused"électricité, mais que celle-ci pouvait se manifester en deux états contraires (car capables
d"annuler les effets de l"autre). On a ainsi qualifié arbitrairement de positive l"électricité
contenue dans le verre (frotté avec de la soie), et de négative celle portée par l"ambre (idem,
ou encore du plastique frotté avec de la fourrure). 2Expérience 2 :
Prenons maintenant deux boules A et B, préalablement mises en contact avec une tige frottée(elles sont " électrisées »), et suspendons-les côte à côte. Si elles ont été mises en contact
toutes deux avec une tige de même matériau, elles se repoussent.Par contre, si elles ont été mises en contact avec des tiges de matériau différent (ex. A avec du
verre frotté et B avec de l"ambre frotté), alors elles s"attirent. Si, du fait de leur attraction,
elles viennent à se toucher, on observe qu"elles perdent alors toute électrisation : elles prennent une position d"équilibre vis-à-vis du leur poids. Cette expérience est assez riche. On peut tout d"abord en conclure que deux corps portant uneélectricité de même nature (soit positive, soit négative) se repoussent, tandis qu"ils s"attirent
s"ils portent des électricités contraires.Mais cette expérience nous montre également que cette électricité est capable, non seulement
d"agir à distance (répulsion ou attraction), mais également de se déplacer d"un corps à un
autre. Mais alors qu"est-ce qui se déplace ? Si l"on suspend les boules à une balance, même très précise, nous sommes incapables dedétecter la moindre variation de poids entre le début de l"expérience et le moment où elles
sont électrisées. Pourtant, le fait qu"il soit nécessaire qu"il y ait un contact entre deuxmatériaux pour que l"électricité puisse passer de l"un à l"autre, semble indiquer que cette
électricité est portée par de la matière.On explique l"ensemble des effets d"électricité statique par l"existence, au sein de la matière,
de particules portant une charge électrique q, positive ou négative, et libres de se déplacer.
C"est Robert A. Millikan qui a vérifié pour la première fois en 1909, grâce à une expérience
mettant en jeu des gouttes d"huile, le fait que toute charge électrique Q est quantifiée, c"est à
dire qu"elle existe seulement sous forme de multiples d"une charge élémentaire e, indivisible (Q=Ne). La particule portant cette charge élémentaire est appelée lélectron. Dans le système d"unités international, l"unité de la charge électrique est le Coulomb (symbole C). Des phénomènes d"électricité statique mettent en jeu des nanocoulombs (nC) voire des microcoulombs (μC), tandis que l"on peut rencontrer des charges de l"ordre duCoulomb en électrocinétique.
3 L"ensemble des expériences de la physique (et en particulier celles décrites plus haut) nepeuvent s"expliquer que si la charge électrique élémentaire est un invariant : on ne peut ni la
détruire ni l"engendrer, et ceci est valable quel que soit le référentiel. C"est ce que l"on décrit
par la notion d"invariance relativiste de la charge électrique.I.1.2- Structure de la matière
La vision moderne de la matière décrit celle-ci comme étant constituée d"atomes. Ceux-ci sont eux-mêmes constitués d"un noyau (découvert en 1911 par Rutherford) autour duquel " gravite » une sorte de nuage composé d"électrons et portant l"essentiel de la masse. Ces électrons se repoussent les uns les autres mais restent confinés autour du noyau car celui-cipossède une charge électrique positive qui les attire. On attribue cette charge positive à des
particules appelées protons. Cependant, le noyau atomique ne pourrait rester stable s"il n"était
composé que de protons : ceux-ci ont en effet tendance à se repousser mutuellement. Il existe donc une autre sorte de particules, les neutrons (découverts en 1932 par Chadwick) portant une charge électrique nulle. Les particules constituant le noyau atomique sont appelées les nucléons. Dans le tableau de Mendeleev tout élément chimique X est représenté par la notation ZA X. Le nombre A est appelé le nombre de masse : c"est le nombre total de nucléons (protons et neutrons). Le nombre Z est appelé le nombre atomique et est le nombre total de protonsquotesdbs_dbs29.pdfusesText_35[PDF] Forces intermoléculaires
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