Chapitre 16 • Électrostatique
Si les charges q et q’ sont de signe opposé, le produit qq’ est négatif, et la force
#–
F (q → q
′ ) est dirigée de M vers O, ce qui correspond bien à une interaction attractive.
Il n’y a donc pas besoin d’ajouter un signe négatif dans la définition de la force.
L’expression algébrique de la force électrique
#–
F (q → q
′ ) ci-dessus reste valable
quels que soient les signes des particules chargées qui interagissent.
La constante ´ 0 est appelée la permittivité électrique du vide ; c’est une constante
physique qui n’est pas sans dimension ; numériquement, il est plus aisé de retenir que
1
4p ´ 0
= 9 · 10
9 en unités S.I. (en A · s · V
−1 · m
−1 ).
Si les charges sont placées dans un milieu différent du vide (par exemple dans un
condensateur où l’on utilise des matériaux tels que certaines céramiques, des feuilles
de mica...), la constante qui intervient alors est la permittivité électrique absolue ´ du
milieu. Cependant, on utilise fréquemment la permittivité électrique relative ´ r du milieu
par rapport au vide :
´ = ´ r · ´ 0
La valeur de ´ r peut être très grande (de l’ordre de 1 000 dans certaines céramiques).
16.2.2 Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle
La présence de la particule chargée q au point O modifie les propriétés électriques en
tout point M de l’espace (M différent de O) et ce, même en l’absence de particule
chargée au point M. On peut ainsi définir le champ électrostatique créé au point M par
la charge q placée au point O à partir de la loi de Coulomb :
Champ créé en M par une charge q placée en O
#–
E (M) =
q
4p´ 0
·
#– u
r
où r = #– r =
# –
O M
, q algébrique, et #– u =
# –
O M
r
Si l’on amène une charge Q au point M où règne un champ électrique
#–
E (M), la force
électrique
#–
F subie par la particule chargée de charge Q s’écrit :
Force subie par une charge Q placée dans un champ
#–
E (M)
#–
F = Q ·
#–
E (M)
Dans le cas où le champ électrique
#–
E (M) est celui créé par une charge ponctuelle q
placée en O, on retrouve la force d’interaction électrostatique donnée par la loi de
Coulomb mais cette formule reste vraie pour une charge ponctuelle Q placée dans un
champ électrique extérieur
#–
E (M).
330
“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 330 — #340
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Si les charges q et q’ sont de signe opposé, le produit qq’ est négatif, et la force
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F (q → q
′ ) est dirigée de M vers O, ce qui correspond bien à une interaction attractive.
Il n’y a donc pas besoin d’ajouter un signe négatif dans la définition de la force.
L’expression algébrique de la force électrique
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F (q → q
′ ) ci-dessus reste valable
quels que soient les signes des particules chargées qui interagissent.
La constante ´ 0 est appelée la permittivité électrique du vide ; c’est une constante
physique qui n’est pas sans dimension ; numériquement, il est plus aisé de retenir que
1
4p ´ 0
= 9 · 10
9 en unités S.I. (en A · s · V
−1 · m
−1 ).
Si les charges sont placées dans un milieu différent du vide (par exemple dans un
condensateur où l’on utilise des matériaux tels que certaines céramiques, des feuilles
de mica...), la constante qui intervient alors est la permittivité électrique absolue ´ du
milieu. Cependant, on utilise fréquemment la permittivité électrique relative ´ r du milieu
par rapport au vide :
´ = ´ r · ´ 0
La valeur de ´ r peut être très grande (de l’ordre de 1 000 dans certaines céramiques).
16.2.2 Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle
La présence de la particule chargée q au point O modifie les propriétés électriques en
tout point M de l’espace (M différent de O) et ce, même en l’absence de particule
chargée au point M. On peut ainsi définir le champ électrostatique créé au point M par
la charge q placée au point O à partir de la loi de Coulomb :
Champ créé en M par une charge q placée en O
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E (M) =
q
4p´ 0
·
#– u
r
où r = #– r =
# –
O M
, q algébrique, et #– u =
# –
O M
r
Si l’on amène une charge Q au point M où règne un champ électrique
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E (M), la force
électrique
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F subie par la particule chargée de charge Q s’écrit :
Force subie par une charge Q placée dans un champ
#–
E (M)
#–
F = Q ·
#–
E (M)
Dans le cas où le champ électrique
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E (M) est celui créé par une charge ponctuelle q
placée en O, on retrouve la force d’interaction électrostatique donnée par la loi de
Coulomb mais cette formule reste vraie pour une charge ponctuelle Q placée dans un
champ électrique extérieur
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E (M).
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