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electrostatic potential

Posté par
Samy75
24-10-21 à 12:06

Bonjour, je suis dans une fillière anglaise et j'ai du mal a comprendre ce qu'on me demande ici. Je ne trouve pas de réponse sur internet. Voici l'énoncé de mon exercice:

the electrostatic potential V is a scalar fiald, which means that it generally is a function of the three space variable x, y ,z used to define the position in a cartesian coordinate system. The electric field E is a vector field, which mean that it is a vector whose component Ex, Ey, Ez generally aer functions of the three position variable x, y, z. The relationship between E and V is expressed mathematically by E=-gradV

1) if V(x,y,z)=V0=constant, what is the electric field?
2)if V(x,y,z) = V(x) what is the electric field direction? In particular if V(x,y,z)=EOx, what is the magnitude of the electric field? Its direction? in the reference frame (Oxyz) rpresent the equipotential surface and the electric field line
3) same question for V(x,y,z)= E0x + E0y+E0z

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 12:21

Bonjour
Tu postes sur un forum francophone.Tu dois donc traduire l'énoncé en français.
Sinon : connais-tu les conséquences de la relation :

\overrightarrow{E}=-\overrightarrow{grad}\left(V\right) ?
Es-tu sûr de tes notations concernant les questions 2 et 3 : la lettre E est habituellement utilisée pour désigner le vecteur champ, pas le potentiel classiquement noté "V".
Écrire V=E paraît choquant en France....

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 12:32

voici l'énoncé en français (traduit pas un traducteur automatique)

le potentiel électrostatique V est un champ scalaire, ce qui signifie qu'il est généralement une fonction des trois variables spatiales x, y ,z utilisées pour définir la position dans un système de coordonnées cartésiennes. Le champ électrique E est un champ vectoriel, ce qui signifie qu'il s'agit d'un vecteur dont les composantes Ex, Ey, Ez sont généralement des fonctions des trois variables de position x, y, z. La relation entre E et V est exprimée mathématiquement par E=-gradV

1) si V(x,y,z)=V0=constant, quel est le champ électrique ?
2) Si V(x,y,z) = V(x), quelle est la direction du champ électrique ? En particulier si V(x,y,z)=EOx, quelle est l'amplitude du champ électrique ? Sa direction ? dans le référentiel (Oxyz) rprésenter la surface équipotentielle et la ligne de champ électrique
3) même question pour V(x,y,z)=E0x + E0y+E0z

Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite)


Je suis dans une filière anglaise alors je ne connais pas les notation française. J'ai bien vérifié mon énoncé, c'est effectivement écrit de cette façon

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 12:38

Citation :
1) si V(x,y,z)=V0=constant, quel est le champ électrique ?
2) Si V(x,y,z) = V(x), quelle est la direction du champ électrique ?

Tu as sûrement eu un cours sur l'électrostatique. La notion de gradient dont je parle dans mon précédent message est à ton programme ? Si oui : la réponse à ces deux questions est évidente.
Sinon : explique un peu ce que tu as compris du cours et ce qui te bloque. Pas facile sinon de t'aider sans avoir la moindre idée de ton programme !

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 12:40

Eh bien... Je ne sais pas ce qu'est un gradient. J'ai en cours un autre professeur que durant mes classes d'exercice et parfois les deux ne sont pas lié. Je ne vois pas ce qu'est un gradient.

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 14:13

Citation :
J'ai en cours un autre professeur que durant mes classes d'exercice et parfois les deux ne sont pas lié

Tu décris parfaitement en une phrase la grande misère de l'enseignement universitaire français mais apparemment, pas que français...
Je prends acte de ta méconnaissance de la notion de gradient. Pourtant, cet exercice semble une application directe de cette notion. Bref... Dans ces conditions : quelle relation connais-tu entre potentiel et vecteur champ ?
PS : pour la fin de la question 2 : ne s'agirait-il pas de :
V(x,y,z)=Eo*x  où le symbole "*" signifie "multiplier par" ?
Pour la question 3 : peut-être :
V(x,y,z)=Eo*(x+y+z) ???

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 14:18

Dans ces conditions : quelle relation connais-tu entre potentiel et vecteur champ ?

-> le champ électrique est la dérivé partiel du potentiel électrique ?
Le problème c'est que je sais ça mais je ne sais pas ce que ca veut dire concrètement. Je ne sais pas ce qu'est une dérivé partiel .....

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 14:48

Est-ce que si le potentiel electrostatic est égal a une constante ( V=V0=constante) , le champ electrique est nul? Comme on parle de dérivé.
La dérivé d'une constante est égal a 0 . Donc E serait égal a 0 pour toute ces coordonnées ?
Sachant:
Ex(x,y,z)= -dV(x,y,z)/dx
Ey(x,y,z)= -dV(x,y,z)/dy
Ez(x,y,z)= -dV(x,y,z)/dz

Et si V(x,y,z)= V(x)
Alors seulement Ex ne sera pas nul et les autre coordonné le seront? Donc le vecteur champ pointera horizontalement???

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 15:06

Citation :
Je ne sais pas ce qu'est une dérivé partiel .....


A l'université, les professeurs de physiques ne se concertent pas souvent entre eux... Alors : se concerter avec leurs collègues de mathématiques... En deux mots : une dérivée partielle se calcule comme une dérivée en considérant que toutes les autres variables sont fixes. Un exemple pour mieux comprendre.

Soit P=f\left(x,y,z\right)=x.y.z+\dfrac{x.y^{3}}{z}+4x^{2}.y

La notation des dérivées partielles utilise des ”d rondes” plutôt que la lettre ”d”...

\dfrac{\partial P}{\partial x}=y.z+\dfrac{y^{3}}{z}+8x.y
 \\ 
 \\ \dfrac{\partial P}{\partial y}=x.z+\dfrac{3x.y^{2}}{z}+4x^{2}
 \\ 
 \\ \dfrac{\partial P}{\partial z}=x.y-\dfrac{x.y^{3}}{z^{2}}

Tu comprends la méthode ?

En électrostatique, soit un point M de coordonnées cartésiennes (x,y,z), le potentiel V en M est relié au vecteur champ en M par les trois relations :

\begin{cases}
 \\ E_{x}=-\dfrac{\partial V}{\partial x}\\
 \\ E_{y}=-\dfrac{\partial V}{\partial y}\\
 \\ E_{z}=-\dfrac{\partial V}{\partial z}
 \\ \end{cases}

où Ex, Ey, Ez désignent les trois composantes du vecteur champ \overrightarrow{E} en M.

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 15:11

Je comprend mieu
Donc si V=V(x)
seulement Ex ne sera pas nul? Et donc le vecteur champ électrique pointera a l'horizontal (dans le sens de x) ?
Je ne sais pas si j'utilise les bon mots ...

Et si V=0=constante alors il n'y a pas de vecteur champ electrique car il n'y a pas de champs électrique ?

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 15:14

Commence pas le cas le plus simple : V= constante Vo.
Pour la suite : vérifie les notations : s'agit-ils de celles proposées dans mon message du 24-10-21 à 14:13 ?

Posté par
Samy75
re : electrostatic potential 24-10-21 à 15:42

Si v=constante alors il n'y a pas de champ electrique car la dérivé d'une constante est nul.

Les notations sont celle que j'ai donner dan l'énoncé de base. Il n'y a pas de multiplication ou autre

Posté par
vanoise
re : electrostatic potential 24-10-21 à 18:49

Je pense que tu as compris finalement pas mal de choses .

Citation :
Si v=constante alors il n'y a pas de champ electrique car la dérivé d'une constante est nul

C'est cela : l'application des formules générales conduit aux trois composantes du vecteurs champ égales à zéro. Le vecteur champ est bien le vecteur nul en tout point de l'espace étudié.
Citation :
Donc si V=V(x) seulement Ex ne sera pas nul?

Oui. Le vecteur champ aura donc la direction de l'axe (Ox) ; pour trouver le sens, li faudrait connaître l'expression de V=f(x)... Justement : on te demande de traiter le cas particulier :
V=f(x)=Eo.x
Pour la question 3 ???



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