• Tuesday March 31,2020

Champ électrique

Nous vous expliquons ce qu'est un champ électrique, l'historique de sa découverte, comment on mesure son intensité et quelle est sa formule.

Un champ électrique est une région d'espace modifiée par une charge électrique.
  1. Qu'est-ce qu'un champ électrique?

Un champ électrique est un champ physique ou une région de l'espace qui interagit avec une force électrique . Sa représentation au moyen d'un modèle décrit la manière dont différents corps et systèmes de nature électrique interagissent avec lui.

En termes physiques, il s’agit d’un champ de vecteurs dans lequel une charge électrique donnée (q) subit les effets d’une force électrique (F) .

Ces champs électriques peuvent être une conséquence de la présence de charges électriques ou de champs magnétiques variables, comme en témoignent les expériences des scientifiques britanniques Michel Faraday et James C. Maxwell

Pour cette raison, les champs électriques, dans les perspectives physiques contemporaines, sont considérés à côté des champs magnétiques pour former des champs électromagnétiques.

Ainsi, un champ électrique est cette région de l'espace qui a été modifiée par la présence d'une charge électrique. Si nous introduisons une charge électrique différente, elle subira une force électrique ponctuelle et significative. De cette façon, une charge électrique positive dirigera le champ électrique vers l'extérieur et une charge électrique négative vers l'intérieur.

Voir aussi: électromagnétisme

  1. Histoire du champ électrique

Le concept de champ électrique a été proposé pour la première fois par Michel Faraday, en raison de la nécessité d’expliquer l’action des forces électriques distantes. Ce phénomène fut déterminant dans sa démonstration de l'induction électromagnétique en 1831, vérifiant ainsi les liens entre magnétisme et électricité .

Une contribution ultérieure au champ électrique est celle de James Maxwell, dont les équations décrivent de multiples aspects de la dynamique électrique de ces champs, en particulier dans sa dynamique de la théorie des champs. Électromagnétique (1865).

Plus à: Faraday Law

  1. Unités du champ électrique

Les champs électriques ne sont pas directement mesurables, quel que soit le type d'appareil. Mais il est possible d'observer son effet sur une charge située à proximité (intensité). Newton / Coulomb (N / C) sont utilisés pour cela.

  1. Formule de champ électrique

La formulation mathématique de base des champs électriques est

F = qE

F est la force électrique agissant sur la charge électrique introduite dans le champ, avec une intensité E. Notez que F et E sont tous deux des grandeurs vectorielles, dotées de sens et de direction.

À partir de là, il est possible de progresser mathématiquement en incorporant la loi de Coulomb, en obtenant que E = F / q = 1 / 4πϵ 0 = (q i / r 2 ). I, où i sont les vecteurs unitaires marquant la direction de la ligne qui relie chaque charge q i à chaque charge q.

  1. Intensité du champ électrique

La charge électrique positive entraîne le champ électrique vers l'extérieur et le négatif vers l'intérieur.

L'intensité du champ électrique est une grandeur vectorielle représentant la force électrique F agissant sur une charge donnée en une quantité précise de Newton / Coulomb (N / C). Cette magnitude est généralement appelée simplement "champ électrique", car le champ lui-même ne peut pas être mesuré, mais son effet sur une charge donnée.

Pour le calculer, la formule F = qE est utilisée, en tenant compte du fait que si la charge est positive (q> 0), la force électrique aura le même signe que le champ et q se déplacera dans la même direction; tandis que si la charge est négative (q <0), tout se passera dans l’inverse.

  1. Exemple de champ électrique

Voici un exemple simple de calcul de l'intensité d'un champ électrique :

Si nous introduisons une charge électrique de 5 × 10 -6 C dans un champ électrique qui agit avec une force de 0, 04 N, quelle est la force de ce champ?

En appliquant la formule E = F / q, nous avons E = 0m04 N / 5 × 10 -6 C = 8 000 N / C.

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