Champ électrostatique
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La force exercée par A sur B s’écrit

Selon le principe d’action et réaction,




Le lien entre la force électrostatique




De part les unités employées, un champ électrostatique est en Newton par Coulomb, noté N/C. Cependant, il est courant de l’exprimer en Volt par mètre, noté V/m. D’ailleurs, les deux unités sont équivalentes :

En explicitant la force


Où


Si


Remarque : Dans la littérature, il est souvent parlé de champ électrique. Quelle est la différence ? En fait, un champ électrostatique est un cas particulier de champ électrique où les charges électriques sont statiques (immobiles), ce qui sera le cas ici.


• Si



• Si




Pour le schéma de gauche, le point important à retenir est que le champ électrostatique

Le condensateur produit un champ électrostatique. On a vu expérimentalement qu’entres les plaques, ses lignes de champ sont rectilignes et parallèles :

Si maintenant on trace le champ électrostatique, vu de dessus, on trouve :

Effectivement, entre les armatures, le champ électrostatique est uniforme : les lignes de champ sont rectilignes et parallèles, et la norme des vecteurs est constante. Les fluctuations proches des bords, ainsi que le champ en dehors des plaques seront négligés dans la pratique.
La norme E du champ électrostatique dans un condensateur plan à air est donnée par la relation :

U est en Volt, d en mètre, Q en coulomb la charge de l’armature positive, S en


La quantité



k est la constante de Coulomb, r est la distance entre la charge Q et le point M,

Un champ électrostatique s’exprime en Newton par Coulomb ou en Volt par mètre. Ses lignes de champ partent des charges + pour aller vers les charges -.
Une charge q plongée dans le champ



Entre les armatures d’un condensateur plan à air, le champ électrostatique est considéré comme uniforme.
• Lors d’un orage, les frottements au sein des nuages polarisent ces derniers. Avec le sol, ils forment un condensateur géant. Lorsque le champ électrostatique entre le sol et un nuage atteint certaines valeurs (36 000 V/cm pour l’air sec mais moins pour l’air humide), l’air devient conducteur électrique, ce qui provoque une brusque décharge : la foudre.
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