Bonjour à toutes et tous,

Voici mon exercice, j'ai du mal à démarrer, car pour être sincère cette partie du programme n'est pas à l'origine dans mes révisons et j'ai beau farfouiller sur le net, je ne sais pas où aller. C'est pour cela qu je vous demande si vous avez un bon lien pour me permettre de combler mes lacunes et démarrer par la suite. Je vous remercie par avance.

L'ionosphère est une couche supérieure de l'atmosphère située à l'altitude de H=50km dont les composants gazeux sont ionisés sous l'effet du rayonnement solaire et qui peut donc être considérée comme conductrice. Entre le sol et l'ionosphère, l'atmosphère est par contre isolante. On assimile donc l'ensemble Terre-ionosphère à un condensateur sphérique. On suppose que la Terre de rayon Rt=6371km porte une densité surfacique de charge négative uniforme (<0). On note r la distance entre le centre de la Terre O et un point quelconque. On oriente l'espace avec un axe radial urr pointant vers l'extérieur de la terre. On donne o=8.85.10^-12S.I.

1) Par des arguments de symétrie, indiquer la direction du champ électrique E créé par ce système et le signes des charges ionosphériques. Tracer quelques lignes de champ et surfaces équipotentielles en mettant en évidence la relation entre les deux. La différence de potentiel V=V₁-V_T entre l'ionosphère et la Terre sera-t-elle positive ou négative ?
2) En appliquant le théorème de Gauss, exprimer le champ électrique E pour un point de l'atmosphère, c'est à dire tel que R_T<r<R_T+H au dessus du sol.
3) Exprimer la différence de potentiel V=V₁-V_T entre l'ionosphère et la Terre.
4) La différence de potentiel entre la Terre et l'ionosphère vaut V=3*10^5V, en déduire la densité surfacique de la charge à la surface de la Terre, ainsi que la charge totale portée par la Terre.
5) Exprimer et calculer la capacité C du condensateur ainsi formé. Exprimer et calculer l'énergie potentielle électrostatique du condensateur.