Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths sup
Partager :

champs electrostatique

Posté par
mr-ashe
30-06-10 à 14:52

salutation,

j'ai des problemes pour calculer le champs electrostatique quand il sagit d'un cas autre qu'un fil droit
mais je sais par contre calculer le champs electrique et la lois de gauss
alors si vous pouvais m'aidez a y voir un peu plus clairs ^^
et si possible explique un peu plus (les sinus et les cosinus) question signe et autre ...
voici un petit exercice comme exemple :

on considere une charge totale Q, distribuee a la surface d'une bande circulaire (S), limitee entre deux cercles de rayons R1 et R2 , de centre O et d'axe OZ , suivant une distribution surfacique uniforme
- Calculer le champ electrostatique E(m) cree en tout pt M de l'axe OZ ; en deduire le potentiel V(m)


et merci d'avance;^_^

Posté par
efpe
re : champs electrostatique 30-06-10 à 17:01

sauf erreur de ma part le théorème de gauss est inutilisable ici. Il faut travailler avec le formule du champ E générale, paramétrer le probleme et intégrer. C'est pas évident évident mais faisable

Posté par
Albert
Aide demandee. 30-06-10 à 19:03

Bonsoir mr-ashe,

Ce n'est pas un exercice trop difficile pour le niveau math spe.

Je pense que vous admettrez,facilement,avec moi, que le Champ Electostatique cherche est Axial,c'est a dire dirige suivant l'Axe OZ  pour des raisons de symetrie.
Si vous n'en etes pas convaincu,considerez deux petits element de votre "couronne" chargee, symetriques par rapport a O (Centre de la "Couronne",faites une figure et vous verrez que les deux Champs Elementaires Electrostatiques crees par `ces deux elements ont une Resultante Axiale.

Je regrette,j'ai un Pb avec mon Scanner et je ne peux pas vous faire de Figure;faites la en vous appuyant sur mes indications:

Cherchons,maintenant, a exprimer le Champ Elementaire cree par un petit element de surface dS de la "Couronne":

            dE=1/4(Pi)(Epsilon0)*(Sigma.dS)/(R1^2+Z^2)

Comme le Champ Electrostatique cherche est Axial,exprimons sa composante projetee sur OZ:

     dEz=1/4(Pi)(Epsilon0)*(Sigma.dS)*Z/(R1^2+Z^2)^3/2

d'ou:Ez=1/4(Pi)(Epsilon0)*(Sigma)*(Pi)(R2^2-R1^2).Z/(R1^2+Z^2)^3/2

                      Voila ,Bon courage et Bonne Soiree...

Posté par
Albert
Le Potentiel. 30-06-10 à 19:13

Coucou,c'est ,encore ,moi mr-ashe,

on vous demande,egalement,le potentiel V.

Pour l'obtenir,pensez a la Relation Ez=-grad V qui s'ecrit,ici,simplement :  dV=-Ez.dZ
dV=-1/4(Pi)(Epsilon0)(Sigma)(Pi)(R2^2-R1^2)Z.dZ/(R1^2+Z^2)^3/2      


                           Bonne Soiree...

Posté par
Albert
A Vous d'integrer... 30-06-10 à 19:16

Bien sur l'expression differentielle etablie:

                        Bon Courage mr-ashe!

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 30-06-10 à 21:28

Bonsoir Albert,
tout d'abord merci pour tes explications qui mon beaucoup eclaire sur le sujet
je sais que c'est facile comme exemple mais j'ai des failles dans certaines etapes , et notamment quand il est question de cos ou de sin car je sais pas ou et quand les utilise -_-!
Pour cet exp j'ai repris depuis le debut etape par etape :
et j'ai trouve : ( R1 + Z )^1/2
au lieu de : ( R1 + Z )^3/2

qu est ce que vous en pensee ??

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 30-06-10 à 21:29

petite rectif : R1^2 et Z^2
^_^

Posté par
Albert
Reponse a ta question. 01-07-10 à 10:09

Bonjour mr-ashe,

desole,mais je ne me suis connecte que ce matin.

Ravi d'avoir pu t'aider...

Pour repondre a ta derniere question,je pense que l'expression finale qui comporte: (R1^2+Z^2)^3/2 est la "bonne".

Voici pourquoi:Quand tu exprime le Champ Electrostatique Elementaire Initial,son expression est en 1/r^2,ici r^2=(R1^2+Z^2).

Mais,quand tu projettes,du fait que le Champ Resultant est Axial,il intervient un Cos(Alpha) ou Alpha est l'angle du premier Champ Elementaire avec l'Axe OZ.

          Or Cos(Alpha)= Z/(R1^2+Z^2)^1/2

       d'ou dEz=dECos(Alpha)

Tu vois bien que quand tu multiplies dE par Cos(Alpha)il vient la forme au denominateur (R1^2+Z^2)(R1^2+Z^2)^1/2 =(R1^2+Z^2)^3/2.

J'espere que j;ai ete clair;Bonne Journee...

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 01-07-10 à 12:37

Bonjour Albert,

J'ai tous saisie de ce que vous avai dit , merci beaucoup pour votre aide ,

Mais ce que  j'ai pas saisie c'est l'integrale de : z*r*dr / (r^2 + z^2)^3/2 : entre R1 et R2

ca donne quoi ??

et encor merci,

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 02-07-10 à 00:50

sa y est , j'ai compris le truc en verite le resultat correct est :

E = ( sigma/2*Eps0 ) * ( z*(R2^2 - R1^2) / ( R1^2 + z^2 )^1/2 )

et encor merci pour tous ,

et bon courage .. ^^

Posté par
Albert
Avez Vous vraiment saisi? 02-07-10 à 10:19

Bonjour mr-ashe,

vous dites avoir saisi toutes mes explications.

J'ai un doute,vu ce que vous ecrivez.

1)Il n'y a pas d'integration a envisager entre R1 et R2.
Simplement la Charge totale de la Surface Couronne est:

           Q=(Sigma).(S)=(Sigma).(Pi)(R2^2-R1^2)

2)Dans l'expression finale que vous avez ecrite:

c'est 4 et non 2(Epsilon0) qu'il faut ecrire

Et enfin la parenthese au denominateur est (R1^2+Z^2)^3/2  

                               Bonne Journee...

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 02-07-10 à 22:08

Bonsoir,

Oui, je crois que j'ai compris a travers

pour le 1) j'ai mis : dS = d(teta)*r*dr

et c'est pour ca que j'ai trouve apres integrale de : r*dr : => 2Eps au lieu de 4Eps

mais pour le 2) je crois qu'il faut integrer : z / (R1^2+Z^2)^3/2

est-je raison ??

je vous pris de me repondre mtn si vous etes la

parce que j'ai exam dm1 matin

et merci,..

Posté par
Albert
Desole,je ne me suis connecte que ce matin. 03-07-10 à 07:40

Bonjour mr-ashe,

Pour le 2 vous posez: (Sigma)(R2^2-R1^2)/8(Epsilon0)=A.

       Avec cette constante,l'expression de

        Ez=A.2ZdZ/(R1^2+Z^2)^3/2

   Comme Ez=-dV/dZ,il vient:

        dV=-A.2ZdZ/(R1^2+Z^2)^3/2

Nous n'avons plus qu'a integrer pour obtenir l'expression du Potentiel V:

         V=Integrale indefinie de (dV)

         V=-A.Integrale indefinie de(2ZdZ/(R1^2+Z^2)^3/2

          Posons U=(R1^2+Z^2),alors dU=2ZdZ

      d'ou V=-A.Integrale de (dU.U^-3/2))

           V=-A.U^-3/2+1/-3/2+1  + B

           V=2.A.U^-1/2 + B  ou B est une constante arbitraire d'integration.

      Finalement V=2.A(R1^2+Z^2)^-1/2 + B

                            Bonne Chance a Votre Epreuve...

  


          

Posté par
Albert
petite erreur d'ecriture. 03-07-10 à 07:50

mr-ashe,

excusez moi,mais a la 4eme ligne de mon Post,juste precedent au -dessus,dans l'expression de Ez,enlever le dZ qui n'a rien a y faire!
      
           lire  Ez=A.Z/(R1^2+Z^2)^3/2

                            Bonne Journee...

Posté par
Albert
Zut! 03-07-10 à 07:53

desole,mais je semble mal reveille!

   lire Ez=A.2Z... etc...

Posté par
mr-ashe
re : champs electrostatique 04-07-10 à 15:50

Bonjour,

je crois que j'ai saisie se qui me paraissai flou au debut ;

je vais essaye de le refaire pour voir ce que ca donne

et merci pour ton soutien ..



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !