44 Champ électrostatique
1. EN QUELQUES MOTS…
Toute charge électrique « perturbe » l’espace environnant en créant en tout point de l’espace
un champ appelé champ électrique. Lorsque la distribution de charges est indépendante du
temps (régime permanent) alors le champ créé est appelé champ électrostatique (unité le
Volt par mètre, noté V.m –1 ).
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle
Par définition, si une charge ponctuelle q est placée en un point P de l’espace où règne un
champ électrostatique, noté
, alors la charge est soumise à une force électrostatique,
notée , telle que :
.
La charge q 1 exerce sur la charge q 2 une force électrostatique, notée
, dirigée en sens
inverse du vecteur unitaire (vecteur unitaire porté par la ligne d’action de la force électrostatique et dirigé de q 1 vers q 2 ), tel que :
. En identifiant cette relation
avec la relation générale donnant la force électrostatique, , agissant sur une charge q, placée
en un point P de l’espace, en fonction du champ électrostatique
:
, on obtient :
, où est le champ électrostatique créé par la charge q 1 à l’endroit où se trouve
la charge q 2 .
L’expression du champ électrostatique
créé par une charge ponctuelle q 1 en un
point P de l’espace où se trouve une
charge q 2 , est établie à partir de la notion
de force électrostatique. Prenons deux
charges ponctuelles q 1 et q 2 , placées dans
le vide de permittivité électrique
à
une distance r l’une de l’autre, telle que :
q 1 > 0 et q 2 < 0 (le choix du signe des
charges est arbitraire).
E P
( )
F
Fq E
=
( )
P
q >0
1
q <0
2
r
12
qq
F →
Ligne d'action
de la force
u
() P
E
P
ε 0
F qq 12 →
u
Fq
q
r
u
qq 12
2
0
1
2
1
4
→
=
πε
F
E P
()
Fq E
=
() P
E
q
r
u
=
1
4 0
1
2
πε
E
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