- Qu'est-ce qu'un champ électrique ?
- Histoire du champ électrique
- Unités de champ électrique
- Formule du champ électrique
- Intensité du champ électrique
- Exemple de champ électrique
Nous expliquons ce qu'est un champ électrique, l'histoire de sa découverte, comment son intensité est mesurée et quelle est sa formule.
Qu'est-ce qu'un champ électrique ?
Un champ électrique est un champ physique ou Région de l'espace qui interagit avec des charges électriques ou des corps chargés par une force électrique. Sa représentation au moyen d'unmaquette décrit la manière dont différents corps et systèmes de nature électrique interagissent avec lui.
Exprimé en termes physiques, c'est un champ de vecteurs dans lequel un charge électrique Un (q) donné subit les effets d'une force électrique (F).
Ces champs électriques peuvent être la conséquence de la présence de charges électriques, ou de champs magnétiques variables, comme l'ont démontré les expériences des scientifiques britanniques Michel Faraday et James C. Maxwell.
Pour cette raison, les champs électriques, dans les perspectives physiques contemporaines, sont considérés à côté des champs magnétiques pour former des champs électromagnétiques.
Ainsi, un champ électrique est cette région de l'espace qui a été modifiée par la présence d'une charge électrique. Si cette charge est positive, elle génère des lignes de champ électrique qui « montent » dans la charge et s'étendent vers l'extérieur dans une direction radiale. Si, par contre, la charge est négative, les lignes de champ « meurent » sur la charge. Si une charge s'approche de la région de l'espace où existe un champ électrique, elle subira une force électrique avec un adresse et sens.
Histoire du champ électrique
Le concept de champ électrique a été proposé pour la première fois par Michel Faraday, né du besoin d'expliquer l'action des forces électriques à distance. Ce phénomène a joué un rôle clé dans sa démonstration de l'induction électromagnétique en 1831, vérifiant ainsi les liens entre magnétisme Ouiélectricité.
Une contribution ultérieure au champ électrique fut celle de James Maxwell, dont les équations décrivaient de multiples aspects de la dynamique électrique de ces champs, en particulier dans leur Théorie des champs électromagnétiques dynamiques.
Unités de champ électrique
Les champs électriques ne sont pas directement mesurables, avec n'importe quel type d'appareil. Mais il est possible d'observer son effet sur une charge située à son voisinage, c'est-à-dire qu'il est possible de mesurer la Obliger agissant sur la charge (intensité). Newton/coulomb (N/C) sont utilisés pour cela.
Formule du champ électrique
L'équation qui relie un champ électrique E à la force qu'il exerce sur une charge q est donnée par l'équation suivante :
F = qE
Où F est la force électrique qui agit sur la charge électrique q introduite dans le champ avec une intensité E. Notez que F et E sont des quantités vectorielles, dotées de sens et de direction.
A partir de là, il est possible d'avancer mathématiquement en incorporant la loi de Coulomb, en obtenant que E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, où ȓi sont les vecteurs unitaires qui marquent la direction de la ligne qui unissent chacun charge qi avec chaque charge q.
Intensité du champ électrique
L'intensité du champ électrique est une quantité vectorielle qui représente la force électrique F agissant sur une charge donnée dans une quantité précise de Newton/Coulomb (N/C).Cette grandeur est souvent appelée simplement "champ électrique", car le champ lui-même ne peut pas être mesuré, mais son effet sur une charge donnée.
Pour le calculer, on utilise la formule F = q.E, en tenant compte du fait que si la charge est positive (q> 0), la force électrique aura le même signe que le champ et q se déplacera dans le même sens ; alors que si la charge est négative (q < 0), tout se passera dans l'autre sens.
Exemple de champ électrique
Un exemple simple de calcul de l'intensité d'un champ électrique est :
Si nous introduisons une charge électrique de 5 × 10-6 C dans un champ électrique qui agit avec une force de 0,04 N, avec quelle intensité ce champ agit-il ?
En appliquant la formule E = F / q, nous avons que E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8 000 N / C.