Charges électriques et gradient électrique

[Chmiman]

Bonjour ,

Concrètement cela signifie quoi que deux charges + et - s'annulent ? Quel mécanisme est en jeu pour que quand de part et d'autre d'un circuit électrique , ou d'une membrane cellulaire il y a autant de + que de - , comment le fait qu'il y en ai autant annule les forces ? J'ai du mal à me visualiser que chaque particule chargée est comme rattachée à une autre et qu'on puisse les relier une à une et remarquer qu'il n y en a aucune seule ! C'est un fait empirique ou cela s'explique un peu mieux ? Car apres tout on pourrait se demander pourquoi les ions de part et d'autre de la membrane ne viennent pas se coller se part et d'autre de la membrane comme deux aimants .


Merci de vos réponses

Bonn journée
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[mach3]

Je vous propose un exercice. Calculez le potentiel électrique le long d'une ligne ou se situent une charge positive q en x=0 et une négative -q en x=r. Vous pouvez calculer les potentiels dus à chaque charge séparément, puis en faire la somme pour avoir le potentiel total. Comment est potentiel pour x<<0 ? Pour x>>r? Sachant que le champ électrique suivant x est (au signe près) la dérivée du potentiel par rapport à x, que dire du champ électrique loin des charges?
Je vous conseille d'utiliser un tableur pour avoir de belles courbes. Faites varier r.

m@ch3

[Chmiman]

Je sors de premiere S mais je veux bien essayer , bien que je ne sache sûrement pas le faire. Qu'entendez vous par x<<0 et x>>r ? Je visualise la ligne sur laquelle deux charges opposées sont posées , et je peux les rapprocher ou les éloigner ( variation de r ) , jusque là j'ai compris . Après je coince sur ce que signifie " >> " , pourquoi en mettre deux ?

[mach3]

<< très inférieur à
>> très supérieur à

connaissez vous la formule pour le potentiel électrique?

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chmiman]

Ah je vois , non je ne connais pas la formule , a vrai dire ma question était vraiment d'ordre : qu'est ce que cela représente concrètement , car intuitivement si on a d'un côté 10 charges négatives et de l'autre 3 charges positives on s'imagine que les charges négatives vont créer une sorte'de champ plus important qui va attirer les 3 charges´ positives .

Apres pour l'exercice que vous me proposiez . J'imagine que quand x<<0 le potentiel sera nul car les charges seront au plus proche alors que quand x>>r les charges ne s'influencent plus du fait de la distance trop importante . Maintenant pour seulement deux charges je comprends bien , c'est quand il y en a plusieurs que je comprend pas comment elles s'influencent toutes ensembles à la fois . Car seulement deux charges il y a qu'une possibilité , c'est d'influencer l'autre , mais avec 10 charges de signes différent , je me visualise mal comment cela se passe

[mach3]

Apres pour l'exercice que vous me proposiez . J'imagine que quand x<<0 le potentiel sera nul car les charges seront au plus proche alors que quand x>>r les charges ne s'influencent plus du fait de la distance trop importante

je me suis peut-être mal exprimé, vous avez une charge +q en 0 et une -q en r, elles ne bougent pas, et on regarde à quoi ressemble le potentiel et le champ électrique loin des charges (le potentiel devient vite constant et le champ négligeable). Par contre si on augmente la distance entre les charges (r), la distance à partir de laquelle le champ devient négligeable augmente.

Ah je vois , non je ne connais pas la formule

vous pouvez prendre V=q/d, avec q la charge et d la distance à la charge (il y a une constante multiplicative en plus, et suivant convention une constante additive en plus, mais elle ne sont pas importantes ici). Chaque charge est entourée d'un potentiel proportionnel à sa charge et qui décroit avec la distance à la charge. Suivant l'axe x dans mon exercice, le potentiel de la première charge sera q/|x| (|x| valeur absolue de x) et celui de la 2e sera -q/|x-r|. Le potentiel total sera donc q/|x|-q/|x-r| . Le champ électrique dérive du potentiel et comme la dérivée d'une somme est la somme des dérivées, le champ total est la somme des champs.

Maintenant pour seulement deux charges je comprends bien , c'est quand il y en a plusieurs que je comprend pas comment elles s'influencent toutes ensembles à la fois . Car seulement deux charges il y a qu'une possibilité , c'est d'influencer l'autre , mais avec 10 charges de signes différent , je me visualise mal comment cela se passe

il y a une interaction par couple de charges (3 charges, 3 interactions, 4 charges, 6 interactions...). La force sur une charge q sera qE1+qE2+qE3+... (où E1, E2, E3 sont les champs électriques dus aux autres charges à la position de la charge q), ce qui peut se réécrire q(E1+E2+E3+...)=qE (avec E le champ total). A noter que le champ E est un vecteur, donc il s'agit d'une somme vectorielle. Ce champ total peut se retrouver en cherchant la dérivée de la somme des potentiels dus aux autres charges. Cette dérivée est appelée gradient, on dérive suivant les 3 directions de l'espace et il en sort un vecteur.

m@ch3