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Champ électrostatique

Posté par
Very
06-03-20 à 16:17

Salu à tous,je voudrais savoir comment montrer qu'un espace champ électrostatique est uniforme dans un repère cartésien

Posté par
Very
re : Champ électrostatique 06-03-20 à 16:18

Et merci d'avance

Posté par
dirac
re : Champ électrostatique 06-03-20 à 16:36

Hello

\frac{dE}{dx} = \frac{dE}{dy} =\frac{dE}{dz} = 0

Posté par
Very
re : Champ électrostatique 06-03-20 à 21:19

Excusez mais enfaite que représente d?

Posté par
dirac
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 07:23

1/ Bon, sur la forme:

En mathématiques la dérivée d'une fonction f de la variable x se note habituellement f'(x)

Elle est définie comme: la dérivée en x_0 de la fonction f est la fonction f' telle que:  

f'(x_0) = \lim_{x \to x_0} \frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}

f(x) - f(x_0)  est la variation de f entre les valeurs x et x_0 de la variable que l'on note tout aussi habituellement \Delta f

x - x_0  est "la variation de la variable x" entre les valeurs x et x_0 de cette variable que l'on note \Delta x

Cela revient à définir la dérivée comme:

f'(x) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta f}{\Delta x}

Et lorsque "l'on a fini de faire tendre" la variation \Delta x vers 0, on le note en remplaçant \Delta par d

Et donc f'(x) = \frac{df}{dx}

(tu reviendras peut être, ou pas, avec la question de la différence de signification entre df et \delta f  ...)

2/ Je reviens donc sur le fond:

On te dit de te placer dans un repère cartésien, donc la valeur du champ va s'exprimer en fonction des coordonnées cartésiennes x, y et z
E = E(x,y,z)

On te demande de caractériser un champ uniforme: c'est à dire qui est le même en tout point de l'espace.
Uniforme veut donc dire que la fonction E(x,y,z) est une fonction constante
Or une fonction est constante est une fonction dont la dérivée est nulle, donc, avec les notations précisées il y a un instant:

\frac{dE}{dx} = \frac{dE}{dy} =\frac{dE}{dz} = 0

Maintenant se poserait la question du raccourci que j'ai pris en en définissant le champ électrique comme une fonction numérique E(x,y,z) alors que le champ électrique est une grandeur vectorielle

3/ Une autre façon de caractériser le champ uniforme serait donc d'écrire:

Le champ (vectoriel) \vec{E} a dans un repère cartésien 3 composantes E_x, E_y, E_z:

C'est à dire \vec{E} = E_x.\vec{i} + E_y.\vec{j} + E_z.\vec{k}

Le champ sera donc uniforme lorsque:

E_x = constante,   E_y = constante  et E_z = constante,  

Et de recommencer:

\frac{dE_x}{dx} = \frac{dE_x}{dy} =\frac{dE_x}{dz} = \frac{dE_y}{dx} = \frac{dE_y}{dy} =\frac{dE_z}{dz} = \frac{dE_z}{dx} = \frac{dE_z}{dy} =\frac{dE_z}{dz} =0

Bien que, selon l'information dont on dispose, ces expressions semble inutilement détaillées, car on "sent" bien que si l'intensité E(x,y,z) du champ \vec{E}(x,y,z) alors son sens et sa direction le seront également

Si tu devais aller chez le coiffeur, c'est fait ... on vient de couper les cheveux en 4 , mais du coup comme tu n'as plus à passer chez le coiffeur, ça te laisse du temps pour cogiter

Posté par
Very
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 12:12

Euuuh , quand vous dîtes Ex=constante,Ey=constante,Ez=constante mais enfaite c'est quoi la constante ?🙄

Posté par
dirac
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 12:47

Quand j'écris Ex = cste, j'exprime que la valeur de Ex prend une valeur qui ne dépend pas de l'endroit de l'espace (donc la position (x,y,z) ) où je mesure/j'exprime cette valeur

Peut être pourrais tu partager le détail de l'énoncé, du problème concret que tu dois résoudre afin de pouvoir, une fois posé ce contexte, t'aider au mieux?

Posté par
Very
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 13:58

Bon voilà l'énoncé:Soit un repère cartésien (O,i,j),on a vecteur oi=vecteur oj. et les vecteurs champ électrostatique E1 et E2 colinéaires  aux vecteurs respectifs oi et oj."justifie que le champ électrostatique E est uniforme.

Posté par
dirac
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 15:55

Donc en tout point M (x,y,z), le champ électrostatique vaut, du fait du théorème de superposition:

\vec{E}(M) = \vec{E}_1 + \vec{E}_2 = E_1.\vec{i} + E_2.\vec{j}

Soit    \vec{E} \begin{pmatrix}
 \\ E_1 \\
 \\ E_2\\
 \\ 0 \\
 \\ \end{pmatrix},   indépendant des coordonnées x, y et z de M: le champ est uniforme.

Posté par
Very
re : Champ électrostatique 07-03-20 à 16:33

Excuse moi mais est-ce qu'on peut pas affirmer que le champ E est uniforme s'appuyant sur le fait que le repère soit cartésien et que E1=E2?

Posté par
dirac
re : Champ électrostatique 08-03-20 à 04:43

Citation :
le fait que le repère soit cartésien


Non, un repère est un système d'associer à une position dans l'espace un ensemble de coordonnées. Si un champ est uniforme, il le sera quelque soit le repère dont tu munis l'espace

Citation :
E1=E2


ça c'est une caractéristique que tu introduis bien tardivement
E1 = E2 = Cste est une condition suffisante, elle précise que le champ électrostatique à pour direction la 1ere bissectrice dans le repère (O,,)
Mais elle n'est pas nécessaire, E1 et E2 peuvent aussi bien être 2 constantes différentes



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