jeudi 12 septembre 2013

les lignes de force du champ électrique


Charge électrique



Des charges électriques réparties dans l'espace (Q1 à Q4 sur la figure) exercent une force F sur la charge de test Q

Cette force dépend de la valeur de Q, de son emplacement, de l'emplacement des autres charges et de la matière constituant l'espace

Cette force définit un champ vectoriel (un vecteur associé à chaque point de l'espace) appelé champ de force

En divisant ce champ de force par la valeur de la charge de test Q, on définit le champ électrique E

Champ électrique en action

"C'est la description des champs entre les deux charges, et non les charges elles-mêmes qui est essentielle pour comprendre leur action". Einstein.






Champ électrique entre deux particules chargées de signe opposé.

Les surfaces équipotentielles (E) sont toujours égales et toujours perpendiculaires aux lignes de forces (L) du champ électrique.

Lignes de champ électrique



Le diagramme de gauche représente les lignes de champ correspondant au champ électrique créé par deux charges positives. Le diagramme de droite figure les lignes de champ associées au champ électrique généré par deux charges de signe contraire. Chaque ligne de champ est tangente en chaque point à la direction du champ.

Les lignes de champ

Le tracé des lignes de champ permet d'établir l'allure générale du champ électrique dans une région donnée de l'espace. La ligne de champ représente l'orientation du champ électrique résultant en un point de l'espace. En tout point, le champ électrique résultant est tangent à la ligne de champ passant par ce point. Pour tracer convenablement les lignes de champ, certaines règles s'appliquent.

Caractéristiques des lignes de champ

Les lignes de champ sont continues entre les charges positives et négatives. Les lignes de champ sont produites par les charges positives et absorbées par les charges négatives.

Nombre de lignes de champ

Le nombre de lignes de champ produites ou absorbées par une charge est proportionnel à la grandeur de la charge (une charge +2q produit deux fois plus de lignes qu'en absorbe une charge -q).





Symétrie

Les lignes de champ doivent respecter la symétrie de la distribution des charges.

Les lignes de champ ne doivent pas se croiser.

Distribution de charges

En s'éloignant de la distribution de charges, les lignes de champ semblent provenir d'une charge ponctuelle de valeur égale à la charge nette de la distribution.

Dipôle électrique

Avant de tracer les lignes de champ, il peut être utile de déterminer l'orientation du champ électrique résultant en quelques points de l'espace.





Champ résultant

Lorsque l'orientation du champ résultant est connue pour plusieurs points de l'espace il est plus facile de tracer convenablement les lignes de champ électrique.



Le nombre de lignes de champ produites par la charge positive est le même que le nombre de lignes de champ absorbées par la charge négative.

Lignes proportionnelles aux charges

Le nombre de lignes de champ produites par la charge positive est trois fois plus élevé que le nombre de lignes de champ absorbées par la charge négative.





Charges positives



( source : philippelopes.free )

En focalisant un laser de puissance sur une cible, il est possible de créer des faisceaux de particules aux propriétés particulièrement originales (brièveté, énergie, émittance, charge). Lors de cette interaction du faisceau laser avec la matière, des champs électriques extrêmes sont produits.
( source : Wikipédia )


L'émetteur des impulsions laser femtosecondes utilise les lignes de force du champ électrique ( piqûres sur la peau, brûlures , entre autres ) et les surfaces équipotentielles du champ électrique ( électrisation du corps) .

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