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destribution de charge

Posté par
alexandru311
10-05-11 à 21:03

bonsoir
j'essaye de resoudre cette exercice d'electromagnetisme est ce que vous pouvez m'aider svp

voila l'enoncé: plan infini chargé uniformement par la densité surfacique (sigma).
on souhaite determiner le champ electrostatique E(M) créé par la distribution en M quelconque de l'espace

alors la premiere question on me demande le repere adapter a la geometrie de la destribution

moi j'ai rependue qu'il faudrai un repere cartesien mais je vois pas somment le justifier ?
merci

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:18

Bonsoir,

L'invariance de la distribution de charges par rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan me suggère davantage la symétrie cylindrique et donc le repère cylindrique d'axe z perpendiculaire au plan.

Pour déterminer E(M), utilise par exemple le théorème de Gauss appliqué à une cylindrique coupée en deux par le plan.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:25

merci de me rependre

tu es sur pour le choix du repere parce que j'ai exercice similaire et c'est bien un plan cartesien et sa me semble plus logique et donc pour justification j'utilise le fait qu'elle est invarience par translation parce que par rotation c'est invariable puisque c'est un plan infini uniforme

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:36

J'ai dit "me" suggère. Si tu trouves plus logique le repère cartésien tu peux très bien résoudre le problème en coordonnées cartésiennes, apparemment les deux choix simplifient autant la question puisque le champ est uniquement radial au plan.

Ta justification est bonne, invariance par translation, mais quelle direction de translation ? une infinité dans le plan.. et à cause de la magie de l'infini s'est équivalent à cette invariance par rotation.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:46

ahh ok bééé ilya une invariance par transalation suivant l'axe ez

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:54

Comment est orienté ton axe ez par rapport au plan ?

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 21:59

mais sa c'est pas donner sa, donc c'est moi qui met les axe alors j'ai choisis mon axe ez perpendiculaire au plan

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:04

C'est ce que je pressentais et c'est pour çà que je te l'ai demandé.

La distribution de charge est invariante par translation dans le plan mais si tu me dit invariante par translation dans une direction perpendiculaire au plan c'est faux car elle est nulle partout sauf à la traversée du plan.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:14

ok donc si on translate le plans suivant ez (disant qu'on le monte) on obtient le meme plan ?
par contre si on le tourne (par rotation) je sais qu'on remarquera aucun changement sur notre plan, etant donné qu'il est infini et uniforme
donc c'est quoi la direction et les variable dont peut dependra E(M) si c'est pas z et ez?

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:30

Il doit y avoir une confusion quelque part.

Si tu choisis ez comme direction perpendiculaire au plan alors \vec{E}=E(z)\vec{ez} et çà tu le comprends.

Pour donner un autre point de vue plus mathématique,
Pour obtenir les invariances, il faut regarder les symétries de la distribution de charges. Si ez est perpendiculaire à ce plan et ex et ey dans ce plan alors il y a une infinité de plans de symétrie pour la distribution de charges parallèles an plan (ex,ez) et une autre infinité parallèle au plan (ey,ez).
D'après le principe de Curie, le champ E est en tout point d'un plan de symétrie, contenu dans ce plan et tu en déduis que E ne peut être que dans la direction ez.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:37

enfaite c'est moi qui avait dis une betise enfaite ilya pas d'invariance par translation suivant suivant l'axe ez vus que sa varie suivant cet axe et donc la je serai daccord avec toi de dire E = E z (ez)
c'est ok là?

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:47

Citation :
c'est ok là
. Tout dépend de quelle invariance tu parles en disant "ca varie suivant" qu'est-ce que tu entends par "ca". Si c'est la distribution de charges alors je suis d'accord.

A partir des considérations de symétrie dont on a parlé alors oui tu peux conclure que E=E(z)ez mais si tu fais le calcul en entier avec le théorème de Gauss tu verras au final que E est constant pour un plan infini chargé et qu'il ne dépend pas de la distance z au plan.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:53

oui c'est un sous entendue (la destribution de charge ) desolé de ne pas etre tres claire
et enfaite pour calculer E je choisie une surface de gausse donner (toute facon c'est demandé)ici j'ai choisi un parallelipipede et par contre je sais pas comment calculer E(M)

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 22:56

enfin j'ai une ideé mais elle me semble fausse ou incomplete je trouve
E= Ez(z)dx dy

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:08

Dans ton cas cartésien, l'intégrale précédente c'est le flux de E et non E, et c'est bon dans la mesure où le flux est nulle sur les faces verticales de ton parallelipipede.

Tu peux sortir E(z) de l'intégrale et si j'appelle A l'aire de la face du haut qui est égale à celle de la face du bas ton flux vaut 2*A*E(z).
D'après le théorème de Gauss, ce flux est égale à la charge contenue dans ta surface divisé par 0, soit *A/0

Conclusion: E(z) = +/(2*0)  ez dans la partie supérieure au plan et E(z) = -/(2*0)  ez dans la partie inférieure, le champ est uniforme.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:18

oui en effet c'est le flux et nn le champ :/
par contre c'est bien gentille ton "A" mais pour la redaction c'est pas top et enfaite c'est censé remplacé dx dy ?

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:48

non, c'est censé remplacer toute l'intégrale surfacique. dxdy c'est un élément de surface, et si tu sommes tous les éléments de surface de ta surface considérée (ici faces avant+arriere) tu obtiens au total son aire qui vaut 2*A si A est l'aire d'une seule face.

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:53

mais justement l'aire d'une seul face c'est pas A^2

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:55

ahh ok c'est moi j'ai compris de travert

Posté par
alexandru311
re : destribution de charge 10-05-11 à 23:56

bon béé je croix que j'ai compris merci beaucoup
bonne soirée

Posté par
magisterien
re : destribution de charge 11-05-11 à 00:00

bonne soirée.



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