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Champs électriques



  1. #1
    boisvert

    Champs électriques


    ------

    Bonjour,
    J’ai un petit problème avec la notion du champ électrique
    D’après ce que j’ai compris, lorsqu’on a des charges électriques qui ne bougent pas on parle de champs électriques et dès qu’ils commencent à bouger alors on parle de courant électrique.
    Cependant je voix là, la loi ce Coulomb :
    Lorsqu’on a deux charges de la même nature elles se repoussent alors que si elles sont de nature différente elles s’attirent.
    F = k q1 q2/ r² (je crois que k est constant ! )
    Mais ce que je ne comprends pas, d’après moi selon cette lois : les charge sont constamment en mouvement puisqu’elles s’attirent et se repoussent !
    Donc on ne peut pas dire qu’un champ électrique est représenté par des charges qui ne bougent pas !
    Mais est ce qu’on peut dire alors que c’est des charges qui bougent !
    Merci beaucoup

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    Rincevent

    Re : Champs électriques

    salut,

    tu as plusieurs aspects qui lient la notion de charge électrique et celle de champ électrique...

    plus précisément, les deux liens principaux sont :

    - toute charge électrique q (supposée immobile pour commencer) donne naissance à un champ électrique E : on peut écrire où r est la distance qui sépare le point considéré (et où on mesure le champ E) de la position de la charge q qui crée le champ (autrement dit r est une coordonnée radiale dans un système où la charge q est à l'origine)

    - tout champ électrique E agit sur une charge électrique q' (immobile pour commencer) en exerçant sur elle une force F=q'E

    si tu mets ça ensemble, ça te dit que deux charges électriques mises côte-à-côte vont chacune créer un champ qui agira sur l'autre et on bout du compte on a donc une force qui s'exerce entre les charges qui est la force de Coulomb que tu connais

    maintenant, tu as raison de dire que si les charges sont seules dans l'univers, elles vont se mettre en mouvement et là les choses se compliquent car :

    - une charge électrique en mouvement est ce qu'on appelle un (type particulier de) courant électrique (grossièrement ce que l'on nomme courant est proportionnel au produit de la charge q et de sa vitesse v)
    - tout courant électrique donne naissance à un champ magnétique B
    - tout champ magnétique exerce sur une charge électrique q en mouvement à la vitesse v une force qui diffère de celle qu'exerce un champ électrique: c'est la "force de Lorentz"
    - à tout ceci s'ajoutent les effets décrits plus haut et qui concernaient les champs électriques : ceux-ci sont en fait vrais que les charges bougent ou pas et on a donc au total sur la charge q la force qui s'exerce : (souvent c'est cette force totale qu'on nomme force de Lorentz)

    la conclusion, c'est que si tu as deux charges immobiles et seules dans l'univers, elles vont initialement exercer l'une sur l'autre une force de Coulomb au travers d'un champ électrique (que chacune participe à créer), mais que dès qu'elles seront en mouvement, elles subiront toutes deux des forces de Lorentz plus compliquées liées au fait qu'étant en mouvement l'une par rapport à l'autre elles créent des champs magnétiques en plus des champs électriques... (pour plus de détails, tu peux chercher des choses sur la loi de Biot et Savart ou sur celle de Liénard-Wiechert)...

    aprés, le seul truc que tu as oublié, c'est que les charges ne sont peut-être pas seules dans l'univers... il existe par exemple peut-être un méga-tapis de sol en chewing-gum... si tu colles tes deux charges sur ce tapis de sol, elles seront immobilisées par la colle et elles exerceront donc l'une sur l'autre une force constante qui est décrite par la loi de Coulomb mais qui ne permettra pas de les mettre en mouvement à cause de la colle... donc dans ce cas, la force exercée reste celle de Coulomb...

    une animation pour voir ce que ça donne la force de Lorentz sur une charge : force de Lorentz
    Ceux qui manquent de courage ont toujours une philosophie pour le justifier. A.C.

  4. A voir en vidéo sur Futura
  5. #3
    arrial

    Re : Champs électriques

    La loi de Coulomb ne sert guère qu'en électricité statique, c'est à dire dans un système tendant vers un équilibre. Alors, le temps n'intervient plus, et il n'y a pas de courant …
    « le pire n'est jamais acquis … la dérision est une culture »

  6. #4
    LPFR

    Re : Champs électriques

    Citation Envoyé par arrial Voir le message
    La loi de Coulomb ne sert guère qu'en électricité statique, c'est à dire dans un système tendant vers un équilibre. Alors, le temps n'intervient plus, et il n'y a pas de courant …
    Bonjour Arrial.
    Non. La loi de Coulomb est valable aussi pour les charges en mouvement. La seule correction à apporter est celle du champ retardé, quand les vitesses et les distances le justifient.
    Cordialement,

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #5
    boisvert

    Re : Champs électriques

    Citation Envoyé par Rincevent Voir le message
    salut,

    tu as plusieurs aspects qui lient la notion de charge électrique et celle de champ électrique...

    plus précisément, les deux liens principaux sont :

    - toute charge électrique q (supposée immobile pour commencer) donne naissance à un champ électrique E : on peut écrire où r est la distance qui sépare le point considéré (et où on mesure le champ E) de la position de la charge q qui crée le champ (autrement dit r est une coordonnée radiale dans un système où la charge q est à l'origine)

    - tout champ électrique E agit sur une charge électrique q' (immobile pour commencer) en exerçant sur elle une force F=q'E

    si tu mets ça ensemble, ça te dit que deux charges électriques mises côte-à-côte vont chacune créer un champ qui agira sur l'autre et on bout du compte on a donc une force qui s'exerce entre les charges qui est la force de Coulomb que tu connais

    maintenant, tu as raison de dire que si les charges sont seules dans l'univers, elles vont se mettre en mouvement et là les choses se compliquent car :

    - une charge électrique en mouvement est ce qu'on appelle un (type particulier de) courant électrique (grossièrement ce que l'on nomme courant est proportionnel au produit de la charge q et de sa vitesse v)
    - tout courant électrique donne naissance à un champ magnétique B
    - tout champ magnétique exerce sur une charge électrique q en mouvement à la vitesse v une force qui diffère de celle qu'exerce un champ électrique: c'est la "force de Lorentz"
    - à tout ceci s'ajoutent les effets décrits plus haut et qui concernaient les champs électriques : ceux-ci sont en fait vrais que les charges bougent ou pas et on a donc au total sur la charge q la force qui s'exerce : (souvent c'est cette force totale qu'on nomme force de Lorentz)

    la conclusion, c'est que si tu as deux charges immobiles et seules dans l'univers, elles vont initialement exercer l'une sur l'autre une force de Coulomb au travers d'un champ électrique (que chacune participe à créer), mais que dès qu'elles seront en mouvement, elles subiront toutes deux des forces de Lorentz plus compliquées liées au fait qu'étant en mouvement l'une par rapport à l'autre elles créent des champs magnétiques en plus des champs électriques... (pour plus de détails, tu peux chercher des choses sur la loi de Biot et Savart ou sur celle de Liénard-Wiechert)...

    aprés, le seul truc que tu as oublié, c'est que les charges ne sont peut-être pas seules dans l'univers... il existe par exemple peut-être un méga-tapis de sol en chewing-gum... si tu colles tes deux charges sur ce tapis de sol, elles seront immobilisées par la colle et elles exerceront donc l'une sur l'autre une force constante qui est décrite par la loi de Coulomb mais qui ne permettra pas de les mettre en mouvement à cause de la colle... donc dans ce cas, la force exercée reste celle de Coulomb...

    une animation pour voir ce que ça donne la force de Lorentz sur une charge : force de Lorentz
    Est ce que je peux dire que Coulomb voulait dire :
    Qu'un champs électrique ça veut dire que les charges sont stables, ce qui les stabilise c'est la force de colombe

    F = k q1 q2/ r² (je crois que k est constant ! )
    Lorsqu’on a deux charges de la même nature elles se repoussent JUSQU'À UNE POSITION FIXE alors que si elles sont de nature différente elles s’attirent JUSQU'À UNE POSITION FIXE.
    Résultat : les charge ont une position stable dans le milieu.

    MERCI

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