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Charges électriques

Posté par
Boal
23-10-14 à 17:15

Bonjour à tous, voici encore (et encore... ^^) un exercice que je n'arrive pas. Je pense qu'il est assez simple mais c'est surtout que j'ai jamais fait et jamais vu

En deux points A et B de l'espace sont disposées 2 charges qA= +2 nC et qB= -6 nC. On souhaite étudier le champ électrique en différents points de la droite AB telle que AB=d=40cm

1. Représenter sans souci d'échelle, les champs électriques Eo(A) et Eo (B) crées au point O milieu de AB respectivement par les charges qA et qB.

2. Exprimer chacun de ces 2 champs ainsi que le champ Eo résultant en O dans la base (O,i) en fonction de d et des valeurs algébriques qA et qB. Faire l'AN.

3. Caractériser complètement le vecteur Eo dans la base (O,i) en fonction de d, et des valeurs algébriques qA et qB. préciser sa valeur.

Après je sais faire.

1. ça c'est fait (en m'aidant d'un autre exo) même si ne je comprend pas pourquoi les 2 vecteurs sont orientées dans la même direction alors que l'1 est positif et l'autre est négatif ?

2. Ici ça doit être ultra basique, mais je n'y arrive pas. Je ne "trouve pas" la formule qui lie d et qA et qB

Eo(A) = ...

Merci de votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Charges électriques 23-10-14 à 18:22

Bonjour Boal

Le champ électrostatique produit en un point M par une charge q située en un point O (\vec{OM}\;=\;r.\vec{u} avec \vec{u} le vecteur unitaire de l'axe OM), est donné par :

\boxed{\vec{E}\,=\,\dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}.\dfrac{q}{r^2}.\vec{u}}

On fait habituellement l'approximation \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\; \approx\;9.10^9

Je souhaite que tu expliques pourquoi les deux vecteurs ont le même sens...

Posté par
Boal
re : Charges électriques 23-10-14 à 19:19

Les 2 champs sont orientés dans le même sens que le vecteur unitaire ?

Sinon on trouve cet expression à partir de F=qE et F=k*(q1*q2)/r² ?

Si oui je pensais qu'on ne pouvait pas étant donné que dans l'une on considère seulement une charge et dans l'autre 2... --' ! Mais merci ! ça me débloque bien pour la suite je pense.

Si non c'est une formule à connaître ? Parce que je l'avais jamais croisé auparavant


2) pour Eo(A) = 9.109 * 2.10-9/0,4² = 112,5 C

Pareil (même raisonnement) pour Eo(B) et pour Eo = Eo(A) + Eo(B)

3) On fait donc une différenciation entre champ (Eo) et vecteur Eo ? Parce pour moi c'est la même valeur, mais on précise son origine, sa direction, son sens et sa norme (=valeur ?)

Posté par
Coll Moderateur
re : Charges électriques 23-10-14 à 20:19

La direction du champ s'obtient facilement en considérant que l'on place (par la pensée) une charge-test positive.

Tu sais que \vec{F}\,=\,q.\vec{E} tu en déduis \vec{E}\,=\,\dfrac{\vec{F}}{q}

Place (par la pensée) une charge q positive en O (donc \vec{E} et \vec{F} ont même direction et même sens)
. la charge positive en A la repousse : donc tu as le sens du champ dû à A
. la charge négative en B l'attire : donc tu as le sens du champ dû à B

J'espère que tu comprends maintenant pourquoi les deux vecteurs ont le même sens.
__________

Question 2

On calcule l'intensité du champ en O, milieu de AB

Que vaut la distance AO ?
Quelle est l'unité de champ électrique ? (ce n'est pas le coulomb de symbole C)

Question 3
Oui... un peu bizarre.
Je crois comprendre que "champ" est mis pour "intensité du champ" ou ||\vec{E}||
et que "vecteur" est mis pour \vec{E} :
. point d'application,
. direcion,
. sens,
. et "intensité" ou "norme" ou "valeur" ou...

Posté par
Boal
re : Charges électriques 23-10-14 à 21:49

Ok pour la 1 et pour la 2 et puis pour la 3

Je donne juste une valeur pour m'assurer si le raisonnement est bon :

Eo(A)=9.109*2.10-9/0,2² = 450 V/m ! (désolé pour l'unité ) !

ect pour les autres... !

Merci beaucoup pour l'aide !

Posté par
Boal
re : Charges électriques 23-10-14 à 22:11

Désolé du multi-post, mais j'ai eu la force de faire la suite de l'exercice ^^

on place un point C, 20 cm à droite de B.

Je fais charge test positive par la pensée ^^ : ça nous fait vecteur de Ec(A) vers la droite (qui s'éloigne encore plus) et vecteur Ec(B) qui se rapproche de B ?

Si c'est ça c'est top votre méthode ! Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Charges électriques 25-10-14 à 13:44

J'ai eu le temps hier de te trouver une animation :
N'hésite pas à expérimenter !

Cette animation est issue de ce site que je te conseille de consulter sans modération :
(il y a à coup sûr d'autres sites du même genre ; mais j'aime bien celui-là...)
____________

Oui, pour un point à droite de B, il y aura soustraction des deux effets :
Mais l'effet de A est beaucoup plus faible puisque :
. la charge en A est plus faible que la charge en B
. La distance de A est trois fois celle de B (et le champ diminue selon le carré de la distance ! )

Posté par
Boal
re : Charges électriques 25-10-14 à 21:00

Super merci !

Je regarderais ça

Posté par
Coll Moderateur
re : Charges électriques 25-10-14 à 21:06

Ne te contente pas de "regarder". Expérimente !

. Place un point ; change sa charge ; teste les directions et valeurs du champ au voisinage;
. Place un deuxième point ; dispose-les comme dans l'exercice ; change la charge (négative) du deuxième point ; teste direction, sens et intensité du champ en différents endroits (et en particulier pour la question 4)...



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