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électricité

Posté par
lolo65
09-10-10 à 11:38

bonjour, j'aurai besoin d'explication et d'aide pour un exercice si cela était possible, merci d'avance.


1) Deux plaques métalliques notées A et B sont placées horizontalement et parralèlement l'une à l'autre, la plaque A étant au dessus de la plaque B. on applique entre les armatures, distantes de d=5cm, la tension UAB de valeur absolue 5kV.

une boule supposée ponctuelle de masse m=0.04g portant la charge électrique q<0 est placée entres les armatures. la boule est aussi dans le champ de pesanteur qu'on note g=9.81N/kg
on constate qu'elle est en équilibre lorsqu'elle est placée entre les deux plaques.

a) Indiquer le signe de la tension UAB et déterminer les caractéristiques du vecteur champ électrique entre les armatures.
b) calculer la valeur de la charge portée par la boule .

Posté par
Marc35
re : électricité 09-10-10 à 12:18

Bonjour,
On va essayer de réfléchir...
D'abord, quelles sont les forces qui s'exercent sur la boule ?

Posté par
lolo65
re : électricité 09-10-10 à 12:27

il y a la force exercée par la plaque A et la force exercée par la plaque B ?

Posté par
lolo65
re : électricité 09-10-10 à 14:05

non ce n'est pas ça?

Posté par
Marc35
re : électricité 09-10-10 à 20:21

Oui, je reviens... J'étais occupé à d'autres travaux...
La force exercée par la plaque A et la plaque B... Je n'aurais pas dit ça de cette façon.
Elle est égale à quoi, cette ou ces force(s) µ?

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 10:49

la force exercée par les armatures sur la boule est égale à 5kV ?

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 11:31

Personne ne peut m'aider ?

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:09

Une force ne peut pas être égale à 5 kV. Les V sont une unité de tension.
Il y a  deux forces qui s'exercent sur la boule :
1) la force électrique \vec{F}\,=\,q\vec{E}. Elle  est dirigée vers le haut (pour que la boule puisse être en équilibre)
2) le poids \vec{P}\,=\,m\vec{g}, dirigée vers le bas, bien sûr.

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 12:11

comment fait-on alors pour déterminer le signe de la tension Uab?

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:15

La charge de la boule est négative donc la force est en sens inverse du champ électrique.
Pour que la force soit dirigée vers le haut, il faut donc que le champ électrique soit dirigé vers le bas.
Le champ électrique va du + vers le -, donc le + est sur la plaque du haut c'est-à-dire A.
le champ électrique est dirigée vers le bas et a pour valeur E = V / d
E = 5.103 / 5.10-2 = 105 v/m

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:25

Pour la b
Le plus simple est de dire que les deux forces sont opposées et égales en norme.
On a donc :  qE\,=\,mg
D'où :
q\,=\,\frac{mg}{E}\,=\,\frac{4.10^{-5}.9,81}{10^5}\,=\,3,924.10^{-9}
Soit, si on respecte les chiffres significatifs :  q\,=\,-4\,\,nC

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:27

Pour répondre plus complètement à la question a, on a donc UAB > 0  puisque le + est sur la plaque A.

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 12:28

pour la question a) pour indiquer le signe de la tension il suffit juste que je dise que La charge de la boule est négative donc la force est en sens inverse du champ électrique.?

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 12:29

d'accord merci pour la précision de la question a)

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:31

Non...
Le signe de la tension UAB est le signe de la tension entre les plaques.
D'après le raisonnement que j'ai fait, on a trouvé que le + est sur A donc UAB = UA - UB > 0

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 12:33

d'accord merci, j'avais pas bien compris au début

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 12:42

j'ai une seconde question dans mon exercice que je comprend vraiment pas non plus, est ce que vous pouvez m'aider encore un peu pour la résoudre svp ?

les deux armatures sont à présents disposées verticalment, à la même distance d, et sous la même tension UAB. la boule est suspendue au bout d'un fil isolant de masse négligeable. l'ensemble constitue un petit pendule dont la position d'équilibre en l'absence de ce champ éléectrique est verticale. la boule porte à présent la charge q'= 2.10^-9 C.

il faut calculer la valeur de l'angle d'inclinaison du fil du pendule par rapport à la verticale. mais je ne sais pas du tout comment il faut si prendre

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 12:47

Avec un schéma, on comprend toujours mieux...
Voilà le schéma pour la 1ère question.
Je fais un schéma pour la 2ème. Patience...

électricité

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 13:36

Merci beaucoup pour ce schéma c'est beaucoup plus clair pour moi

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 14:15

On a : \vec{F}+\vec{P}+\vec{T}\,=\,\vec{\,0\,}
Le plus simple pour trouver l'inclinaison est de voir que :
tan\alpha\,=\,\frac{F}{P}
tan\alpha\,=\,\frac{2.10^{-9}.10^5}{4.10^{-5}.9,81}\,=\,50,96.10^{-12}
\alpha\,=\,27\,\,degres

Vérifie tous les calculs, bien entendu, en essayant de comprendre le principe de résolution de l'exercice.

électricité

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 14:17

J'espère que tu as remarqué que la force électrique a changé de sens par rapport au champ électrique puisque la charge est positive q' = 2.10-9 C  > 0

Posté par
Marc35
re : électricité 10-10-10 à 14:20

Il y a une erreur de résultat pour la calcul :

tan\alpha\,=\,\frac{2.10^{-9}.10^5}{4.10^{-5}.9,81}\,=\,509,684.10^{-3}

Posté par
lolo65
re : électricité 10-10-10 à 14:22

Merci beaucoup pour tout ces schémas maintenant je vais essayé de comprendre tous les calculs avec votre schéma. c'est vraiment gentil de m'avoir aider . Et oui effectivement je me doutais que la force électrique changerait de sens par rapport à la question précédente, mais merci quand même pour la précision.



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