Réussite Haïti – Physique NS4
Fiche 25 – Champ électrostatique & force électrique
Charges – champ E – force F = qE – lignes de champ.
Objectif : comprendre la notion de champ électrostatique, relier force et champ par F = qE et interpréter les lignes de champ autour des charges.
1. Charge électrique q
La charge électrique est une propriété fondamentale des particules.
- Deux types : positive (+) et négative (−).
- Charges de même signe : répulsion.
- Charges de signes opposés : attraction.
- Unité de charge : coulomb (C).
2. Champ électrostatique E
Une charge crée autour d’elle un champ électrique E.
Le champ E en un point se définit par :
E = F / q
Unité SI :
- N·C⁻¹ (newton par coulomb)
- ou V·m⁻¹ (volt par mètre).
3. Force électrique : F = qE
Dans un champ E, une charge q subit une force :
F = qE
- q > 0 : F dans le même sens que E.
- q < 0 : F en sens opposé à E.
Le champ E dépend uniquement de la source. La force F dépend de la charge test q.
4. Lignes de champ
Les lignes de champ montrent :
- la direction locale du champ E,
- le sens (du + vers le −),
- l’intensité (densité des lignes).
Cas principaux :
- Charge positive : lignes rayonnantes vers l’extérieur.
- Charge négative : lignes dirigées vers l’intérieur.
- Dipôle : lignes allant de la charge + vers la charge −.
5. Champ uniforme
Un champ uniforme a :
- la même direction partout,
- la même norme partout,
- les lignes parallèles et équidistantes.
Exemple : entre deux plaques parallèles chargées opposément.
6. Relation E = U / d (cas simple)
Entre deux plaques séparées par d avec une tension U :
E = U / d
Modèle très utilisé pour l’étude des champs uniformes.
7. À retenir absolument
- La charge se mesure en coulombs.
- Un champ électrique E décrit l’influence d’une charge.
- Définition : E = F/q.
- Force électrique : F = qE.
- Lignes de champ : du + vers le −.
- Champ uniforme : lignes rectilignes et parallèles.
- Plaques planes : E = U/d.