loi de coulomb formule

PDF	Chapitre 12 – La loi de Coulomb La loi de Coulomb en électrostatique Dans les années 1780 le physicien français Charles-Augustin de Coulomb découvre expérimentalement l’expression décrivant le module de la force électrique que s’exercent deux charges électriques immobiles disposées sur des sphères

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CHAPITRE IV : La charge électrique et la loi de Coulomb

L’unité SI de charge est le coulomb (C) Elle est définie en fonction du courant électrique dont nous parlerons plus tard Le coulomb correspond à une très grande quantité de charge : en général la charge qui apparaît sur un corps frotté est de l’ordre de 10-8 C alors que la foudre fait

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Charge électrique – loi de Coulomb

Charge électrique – loi de Coulomb où 1/4πε0est la constante de proportionnalité : 1/4πε0 = 8 9875 109 S I [1/4πε0] = [force] [longueur]2 / [charge]2 2 = kg m s-2 m2 Coulomb-2 = kg m3 s-2 A-2 s-2 (1Coulomb est la charge transportée par un courant de 1 ampère en 1 seconde) = kg m3 s-4 A-2 2 1/ répulsion réciproque de

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ELECTROSTATIQUE 1

2 1 Loi de Coulomb • L'interaction est caractérisée par une intensité et une direction → représentation vectorielle • Coulomb grâce à son pendule de torsion va quantifier cette interaction On considère : - 2 charges q1 et q2-u12 un vecteur unitaire dirigé de 1 → 2 - r la distance qui sépare les 2 charges F12

PDF	LEPL1201 Cours 3 : Loi de Coulomb et champ électrique ❑ Les charges sont de deux types ❑ Des charges de même type se repoussent des charges de types opposés s’attirent

Comment calculer la loi de Coulomb ?
: Distance entre les deux charges ponctuelles en mètre (m) : Constante de la loi de Coulomb, k = 9 , 00 × 10 La loi de Coulomb tel que présentée s’applique uniquement à deux regroupements de charges immobiles et porte le nom de loi de Coulomb en électrostatique. ˆ désignant l’orientation radiale de la force électrique.
Qu'est-ce que le coulomb ?
Le coulomb correspond à une très grande quantité de charge : en général, la charge qui apparaît sur un corps frotté est de l’ordre de 10-8 C, alors que la foudre fait passer jusqu’à 20 C entre un nuage et la terre. La plus petite charge électrique qu’on ait pu isoler jusqu’à présent est celle qui est portée par un proton et est désignée par e.
Est-ce que la loi de Coulomb est valable dans le noyau ?
La loi de Coulomb s'applique entre deux charges électriques. Elle est attractive dans le cas où les charges sont de signes opposés et répulsive si ces dernières sont de même signe. Est-ce que la loi de Coulomb est valable dans le noyau ? Oui, la force de Coulomb apparaît dans le noyau entre les protons. Elle est répulsive dans ce cas.
Comment Coulomb mesure-t-il les forces ?
Pour mesurer les forces, Coulomb se servit d’une balance de torsion dans laquelle un dispositif en forme de haltère constitué d’une petite sphère métallique de charge Q1 et d’un contrepoids est suspendu à un fil de soie (voir figure IV.7). Figure IV.7.

Mise en évidence de la charge

❑ Les charges sont de deux types ❑ Des charges de même type se repoussent, des charges de types opposés s’attirent perso.uclouvain.be

PAR CONVENTION:

❑ Un proton a une charge positive ❑ Un électron a une charge négative perso.uclouvain.be

Interprétation de l’expérience (1)

❑ A cause du frottement, des électrons de la fourrure s’accrochent aux barreaux de plastique, qui deviennent négativement chargés. ❑ La charge acquise est de l’ordre du C et est un multiple de . perso.uclouvain.be

Interprétation de l’expérience (2)

❑ A cause du frottement, des électrons des barreaux de verre s’accrochent à la soie. Les barreaux de verre deviennent donc positivement chargés. ❑ La charge acquise est de l’ordre du C et est un multiple de . Amiante Fourrure (lapin) Verre Laine Quartz Fourrure (chat) Plomb Soie Peau humaine, aluminium Coton Ambre Cuivre, laiton Caoutchouc Soufre

Générateur de Van de Graaf

Générateur de Van de Graaf https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ae/Van_de_Graaff_Generator.svg Charge électrique Isolants et conducteurs Force électrique – Loi de Coulomb Champ électrique Calculs de champ électrique Lignes de champ électrique perso.uclouvain.be

Rappel sur la structure de l’atome

❑ Les atomes d’éléments différents sont composés d’un nombre différent d’électrons et de protons. ❑ Les électrons se placent sur des orbites autour du noyau en respectant des règles précises. ❑ Les électrons situés sur les orbites externes sont appelés électrons de valence; ils possèdent le plus d’énergie et sont moins attirés par le noyau. perso.uclouvain.be

Conducteurs et isolants

❑ Dans un métal, les électrons de valence sont très faiblement liés à leur atome. Le métal contient ainsi un grand nombre d’électrons libres. ❑ Ces électrons libres forment un gaz qui peut se déplacer au milieu des ions positifs immobiles. ❑ Le matériau est dit « conducteur ». ❑ Par contre, les atomes des isolants retiennent fortement leurs propres

Taquin, électrons et trous (1)

électrons “trou” ou déficience d’électrons ❑ Est-ce l’électron ou le “trou” qui se déplace ? Les deux ❑ Une charge positive qui apparait à un endroit d’un conducteur correspond à un déficit d’électrons. ❑ Par contact: ❑ Par induction perso.uclouvain.be

Caractéristiques d’un conducteur chargé

❑ Les charges se repoussent mutuellement et se répartissent sur la perso.uclouvain.be

surface extérieure du conducteur,

quelle que soit sa forme. ❑ Les charges se concentrent dans les pointes (« effet de pointe »). ❑ En raison de la symétrie du problème, les charges se répartissent uniformément sur la surface d’un conducteur sphérique. perso.uclouvain.be

Densité de charge volumique

+ + + ❑ Dans la vie de tous les jours, on rencontre rarement des problèmes à une ou qqs charges

Distributions discrète et continue

Δ Ԧ = Ԧ ΔV Au-delà d’un certain volume (ou une certaine quantité de charges élémentaires) devient constant et on considère que la distribution est continue (mais pas forcément uniforme) ❑ Nous n’allons dans ce cours considérer que des distributions discrètes à une ou quelques charges, ainsi que des distributions continues. perso.uclouvain.be

donné, on définit la densité de masse volumique:

Δ Ԧ = Ԧ ΔV où est la masse totale comprise dans ( Ԧ). C’est une fonction de V car la charge est distribuée dans l’espace de manière discrète, et la densité peut varier dans l’espace à l’échelle macroscopique. perso.uclouvain.be

Charges distribuées

[C/m] Charge électrique Isolants et conducteurs Force électrique – Loi de Coulomb Champ électrique Calculs de champ électrique Lignes de champ électrique perso.uclouvain.be

Principe de superposition

❑ L’expérience nous montre que si plusieurs charges sont présentes: ❑ chacune des charges agit sur les autres charges, ❑ et que la force résultante sur une charge est la somme vectorielle des forces exercées par les autres charges. perso.uclouvain.be

Exemples à 3 charges

Charge électrique Isolants et conducteurs Force électrique – Loi de Coulomb Champ électrique Calculs de champ électrique Lignes de champ électrique perso.uclouvain.be

Champ gravitationnel d’une masse ponctuelle

❑ Le champ gravitationnel généré par une masse pointe nécessairement vers cette masse. Charge électrique Isolants et conducteurs Force électrique – Loi de Coulomb Champ électrique Calculs de champ électrique Lignes de champ électrique perso.uclouvain.be

Lignes de champ électrique (1)

❑ Champ électrique: notion abstraite et

Lignes de champ électrique (2)

❑ Quelques propriétés importantes: Les lignes de champ ❑ sont plus resserrées là où le champ est plus intense (indication sur l’amplitude de ). ❑ relient des charges positives à des charges négatives (indication sur le sens de ). ❑ ne se croisent jamais perso.uclouvain.be

Lignes de champ électrique (3)

❑ Les lignes de champ présentent la même symétrie que la distribution des charges. ❑ Dans la zone limite située tout près d’une charge, le champ que produit cette charge domine celui de toutes les autres. Le champ est donc radial. perso.uclouvain.be

Lignes de champ électrique (4)

❑ Dans la zone située très loin de toutes les charges du système, la configuration du champ doit ressembler à celle d’une charge ponctuelle unique de même grandeur que la charge totale du système. Il est donc aussi radial. = 2Q + (−Q) = Q > 0 ❑ Si l’on place une charge ponctuelle positive en P elle subira une force pointant dans la direction de à c

Lignes de champ électrique et conducteurs (1)

❑ Lors de l’application de , les électrons du conducteur se déplacent dans le sens contraire du champ. ❑ Des charges positives et négatives apparaissent donc de part et d’autre du conducteur, ce qui crée un champ interne . ❑ Le champ interne créé par les charges déplacées compense . A A l’équilibre, le champ à l’intérieur du conducteur est nul. perso.uclouvain.be

Ligne de champ électrique et conducteurs (2)

❑ Les électrons se concentrent sur le côté du conducteur où pénètrent les lignes de champ. ❑ Les lignes de champ sont perpendiculaires à la surface du conducteur (car une composante tangentielle les déplacerait). conducteur , , Situation impossible à l’équilibre perso.uclouvain.be

Synthèse du cours 3 (2)

❑ Dans un système de charges, les charges induisent une force toutes l’une sur l’autre et un principe de superposition s’applique, permettant de calculer la résultante des forces sur une des charges du système. ❑ L’influence exercée par une charge à distance sur une autre charge est décrite par son champ électrique: = 2 . ❑ De manière sim

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Quelle est la formule de la force électrique ?
Si on cherche maintenant à calculer l'intensité de la force que subit la particule, il nous faut appliquer cette relation : F = q.E.
Comment calculer la charge Q ?
Toute charge électrique est un multiple de la charge élémentaire. Exemple : La charge d'une mole d'électrons est q = N_A × q_e = 6,02.10²³ × (–1,6.10^-¹⁹) = 96 320 C.
Comment calculer la Coulomb ?
D'après la "loi de Coulomb", telle qu'elle s'exprime aujourd'hui dans les manuels scolaires, la force qui s'exerce entre deux charges Q et q ponctuelles, situées à la distance d, est : F = k Qq/d² où k est un coefficient qui dépend du système d'unités. Le point B est situé à la distance R + 2r du centre de (C').
« L'intensité de la force électrostatique entre deux charges électriques est proportionnelle au produit des deux charges et est inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux charges.

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Comment calculer Q loi de Coulomb ?

D'après la "loi de Coulomb", telle qu'elle s'exprime aujourd'hui dans les manuels scolaires, la force qui s'exerce entre deux charges Q et q ponctuelles, situées à la distance d, est : F = k Qq/d² où k est un coefficient qui dépend du système d'unités.

Quel est la formule de la force électrostatique ?

On rappelle l'expression de la valeur de la force électrostatique : F_e = q \\times E, mais en adaptant les notations à celles des grandeurs données.

Comment calculer la charge ?

Toute charge électrique est un multiple de la charge élémentaire.
. Exemple : La charge d'une mole d'électrons est q = N_A × q_e = 6,02.10²³ × (–1,6.10^-¹⁹) = 96 320 C.
. Puisque la matière est électriquement neutre, J
.J.

Comment calculer la force entre deux charge ?

.
. R est égal à la distance entre les deux charges.
. Petit rappel: une force s'exprime en newton (N), une distance en mètre (m) et une charge électrique en coulomb (C).
. Donc la force exercée sera proportionnelle au produit des charges divisé par la distance au carré.

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