Exercice électrostatique

[invite693cebe7]

Bonjour à tous,

J'ai un exercice d'électrostatique à faire, mais je bloque sur la deuxième partie.
Il s'agit de travailler avec les surfaces de Gauss, et plus précisément avec des sphères et leurs coquilles.

Voici l'énoncé:
Une sphère conductrice de rayon A porte une charge électrique Q uniformément répartie dans son volume. Elle est entourée d’une enveloppe sphérique conductrice qui est dite "électriquement neutre". On note B le rayon de la cavité (rayon « intérieur » de l'enveloppe) et C le rayon « extérieur » de l'enveloppe. La sphère et l'enveloppe ont même centre. L’intervalle entre la sphère et l'enveloppe est rempli d’air.
L'énoncé précise aussi qu'il n'y a pas d'autre charge électrique à proximité.

Je comprends l'énoncé, et j'ai répondu aux questions dans le cas où la sphère est isolante.

Les questions sont maintenant les suivantes:
a. Qu’est-ce qui change dans les expressions du champ électrique et du potentiel ?
Lorsque la sphère était isolante, son champ électrique à l'extérieur était nul. Je suppose que ce n'est plus le cas ici, mais dans ce cas là à quoi est-il égal ?


b. Qu’est-ce qui change dans la répartition des charges sur les surfaces intérieure et extérieure de l'enveloppe?
Est-ce que je dois considérer 3 cas ici ? La surface intérieure tournée vers l'intérieur, intérieure tournée vers l'extérieur qui est la même chose que extérieure tournée vers l'intérieur, et la surface extérieure tournée vers l'extérieur, autrement dit l'extérieur du système ?
Dans tous les cas, je pense que mon raisonnement est faux. Comme l'enveloppe est neutre je pense que la charge entre ses deux faces est égles à 0. L'intérieur de la coquille a pour charge Q, et l'exétrieur je ne sais pas... peut-être -Q.

c. Quelle est l’expression de la différence de potentiel entre la sphère intérieure et l'enveloppe ?
Je ne sais pas vraiment... A l'intérieur de la sphère V1 = Q/4pi*eplison0*r +V0. Mais le potentiel est-il nul dans l'enveloppe ?

d. Calculer la valeur de la capacité du condensateur que forment la sphère intérieure et l'enveloppe.
Je pense que la formule à utilsier est Q/V1-V2, avec V1-VS que je trouve à la question précédente. Je crois que lorsque l'on intègre du rayon a au rayon c, on trouve C=4pi*epsilon0*(AC/A-C) mais je ne suis pas sûr...


J'espère que vous allez pouvoir m'aider !
Merci beaucoup !
-----

[JPL]

Avant toute chose lis http://forums.futura-sciences.com/ph...ces-forum.html et conforme-toi à ce qui est demandé.

[phys4]

Une sphère conductrice de rayon A porte une charge électrique Q uniformément répartie dans son volume.

L'énoncé commence mal : un volume conducteur ne peut pas avoir de charge électrique uniformément répartie dans son volume !!!

Je comprends l'énoncé, et j'ai répondu aux questions dans le cas où la sphère est isolante.
Les questions sont maintenant les suivantes:
a. Qu’est-ce qui change dans les expressions du champ électrique et du potentiel ?
Lorsque la sphère était isolante, son champ électrique à l'extérieur était nul. Je suppose que ce n'est plus le cas ici, mais dans ce cas là à quoi est-il égal ?

C'est mieux de partir d'une sphère isolante pour avoir une charge en volume !
Mais dans ce cas, il y aura un champ électrique partout, intérieur et extérieur.

Comme l'enveloppe est neutre je pense que la charge entre ses deux faces est égales à 0. L'intérieur de la coquille a pour charge Q, et l'exétrieur je ne sais pas... peut-être -Q.

Oui, la coquille étant neutre, il faut que la somme des charges intérieure et extérieure soit nulle.
En plus, le champ doit être nul dans l'épaisseur de la coquille, cela vous permettra de justifier la charge intérieure.