Conducteur en équilibre electrostatique

[sararouta]

Bonjour,
j'ai un souci en Electricité, en fait on dit que le champs a l’intérieur du conducteur est nul, et qu'à la surface, il est perpendiculaire a la surface, ce qui fait que les charge a la surface ne bougent pas.
en revanche ce qui me taquine, c'est que les potentiel est constant dans tout le conducteur (surface + intérieur) Vint = V surf , sauf que normalement puisque les charges à l’intérieur sont neutre, et que les charges compensées se trouvent à la surface, pourquoi cela n'induit-il pas une différence de potentiel, et donc un V non constant???
Aidez moi s'il vous plait, c'est urgent.
Mercii
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[phys4]

Bonsoir,
La question comprend deux parties :
1 - pourquoi le potentiel du conducteur est constant. L'équilibre électrostatique est un état dans lequel les charges ne se déplacent pas, donc pas de champ électrique entre deux points de la surface et donc deux points quelconques de la surface doivent avoir même potentiel. Il en résulte que le conducteur a un potentiel unique
Ce ne serait plus vrai s'il existe un courant dans le conducteur.
2 - absence de charges dans le conducteur. Un charge à l'intérieur aurait un champ électrique autour d'elle ce qui impliquerait un champ à l'intérieur qui déplacerait les charges, c'est exclu à l'équilibre donc il ne peut y avoir de charges à l'intérieur. Toutes les charges doivent être sur la surface et leur champ doit être perpendiculaire à la surface, condition indispensable pour ne pas entrainer de charges.

Cela devrait résumer votre cours. Au revoir.

[sararouta]

Oui en fait ce que je me demande, c'est que pourquoi, le fait qu'il y ait des charges neutres à l’intérieur du conducteur, puisque les charges (ions) sont à la surface, n’entraîne pas une différence de potentiel entre la surface et l’intérieur, puisque les unes sont neutres et les autres chargées?
dernière question qui va me donner l'air très confuse, mais bon je me lance, est-ce que le phénomène de présence de charge à la surface est commun a tous les conducteurs quelque soit leur état, ou bien est-ce un phénomène entraîné juste en présence de champ électrique extérieur ?

[phys4]

Si le conducteur possède une charge, alors elle se répartit sur la surface extérieure pour donner un champ intérieur nul et créer un champ extérieur seulement.

Inversement si le conducteur subit un champ extérieur, cela séparera les charges positives et négatives sur sa surface afin d'annuler le champ dans le conducteur. Cela se fait automatiquement par déplacement des charges sous l'effet du champ.
Dans les deux cas il ne reste qu'un champ extérieur autour d'un conducteur à l'équilibre.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sararouta]

d'accord, donc la reparution des charge se fait a la surface à tout temps, càd même en absence de champ extérieur. ma première question en revanche me taraude encore, je pense ne pas été claire, en fait je reformule: puisque la charge du conducteur se repartit sur la surface, en un potentiel égal sur tous les points de la surface, comment ce potentiel peut-il être le même à l’intérieur du conducteur du moment qu'a l’intérieur il n'y a pas de charge (atomes neutres), n'est-ce pas une différence de potentiel entre la surface et l’intérieur, je pense que je zappe quelque chose, pourriez vous m'aider??
Merci.

[coussin]

Il me semble, mais ce n'est pas ma spécialité, que le potentiel surfacique est constant seulement dans le cas d'une sphère. Pour un objet de forme quelconque, le potentiel surfacique n'est pas constant et "s'arrange" justement pour annuler le potentiel et le champ à l'intérieur.

[sararouta]

pourquoi est-il constant justement?

[coussin]

Dans le cas d'une sphère, c'est une charge surfacique constante qui annule le champ à l'intérieur. Non ?

[sararouta]

puisque le champs à l’intérieur est nul, et que les charges de la surface génèrent un champ électrique perpendiculaire à cette surface, comment dire que le potentiel est constant autant à la surface qu'à l’intérieur????
sachant que la différence de potentiel génère un champ!

[phys4]

Le champ perpendiculaire à la surface provient du fait que la composante tangente à le surface est nulle.
Cette composante étant nulle le long de toute ligne sur la surface implique que tous les points de la surface ont le même potentiel.

Cette propriété est valable pour toute forme de conducteur et pas seulement une sphère.

[LPFR]

Bonjour
Phys4 a raison.
Le potentiel électrostatique dans un conducteur et à sa surface est toujours constant quelque soit sa forme.
Ce qui peut dépendre de la forme de l’objet et des champs extérieurs est la charge surfacique et donc, le champ à la surface (perpendiculaire à celle-ci, comme déjà expliqué par Phys4).
Au revoir.

[sararouta]

un point n'est toujours pas clair dans ma tête, je pense ne pas m’être bien expliquée, en fait ce n'est pas du champ qu'il s'agit, mais du potentiel, car puisque les charges sont a la surface et qu'a l’intérieur y en a pas, n'est ce pas une différence de potentiel (comment ce fait-il qu'il soit constant partout)???
Merci et j’espère avoir la réponse dont j'ai besoin.

[LPFR]

Re.
S’il avait une différence de potentiel dans un conducteur, il aurait du champ électrique et donc un courant. Ce qui comblerait très vite la différence de charge qui à crée le champ électrique.
A+

[sararouta]

Et donc les charges vont s'arranger comme elles le peuvent pour atteindre le meme potentiel, est ce n'est qu'à la surface qu'elles l’atteignent, c'est bien çà?

[LPFR]

Et donc les charges vont s'arranger comme elles le peuvent pour atteindre le meme potentiel, est ce n'est qu'à la surface qu'elles l’atteignent, c'est bien çà?

Re.
Ce ne sont pas les charges qui atteignent un potentiel.
Quand elles sont en surface, c’est parce qu’elles sont attirées par un champ externe qui fini précisément sur ces charges et ne peut pas pénétrer dans le conducteur. Ce sont les changes en surface qui empêchent les champs externes de pénétrer dans le conducteur.
A+

[sararouta]

Et dans le cas d'absence de champ extérieur, comment se comportent ces charges justement, ou est-ce que les charges en surface du conducteur c'est seulement en cas de champ extérieur?
merci

[LPFR]

Re.
Oui. Sans champ extérieur il n’y a pas des charges en surface.
Mais attention, le champ extérieur peut être produit par un excès de charges dans le conducteur lui-même (déséquilibre entre le nombre de charges + et -). Dans ce cas les charges en déséquilibre migrent en surface et créent le champ extérieur.
A+

[sararouta]

Oui donc en absence de champ extérieur, toutes les charges sont compensées (+ = - ) et le potentiel constant est justifié, en revanche lorsque il y déséquilibre de nombre de charges, est-ce qu'on peut dire que le potentiel est dans ce cas inconstant entre le centre et la surface?
Merci

[LPFR]

Bonjour.
Noooooooooooooon !
Ce que l’on vous a répété n fois depuis le début est toujours valable : en électrostatique, le potentiel dans un conducteur est constant.
Au revoir.

[sararouta]

D'accord, je suis désolée de vous avoir trop embêté, je vais juste l'apprendre comme propriété V=Cste , Merci beaucoup pour votre aide!!
A+