• Document: Chafa Azzedine- Faculté de Physique- USTHB-
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Chafa Azzedine- Faculté de Physique- 1 USTHB- CONDUCTEURS ELECTRIQUES 1-CONDUCTEURS A L’EQUILIBRE ELECTROSTATIQUE A- DEFINITION Un conducteur est un corps dans lequel les charges libres peuvent se déplacer On dit qu’il est à l’équilibre électrostatique si toutes ses charges sont immobiles et ne sont soumises à aucune force B- PROPRIETES DES CONDUCTEURS A L’EQUILIBRE  Le champ électrique à l’intérieur est nul En effet si E n’est pas nul donc F  qE n’est pas nul et les charges se déplacent  Le potentiel électrique à l’intérieur est constant En effet si E=0 dV   E .dl  0  V  Cte B- PROPRIETES DES CONDUCTEURS A L’EQUILIBRE  La somme des charges à l’intérieur est nulle En effet si E=0 Q Q  E .dS  0  0 Elle est localisée à la surface int 0 int  La surface extérieure du conducteur est une équipotentielle donc le champ est perpendiculaire à cette surface.  Ces propriétés sont valables si le conducteur est creux.  Si on relie deux conducteurs A et B, il y a un échange de charges et à la fin, ils forment un seul conducteur. VA'  VB' C- CHAMP ELECTRIQUE AU VOISINAGE IMMEDIAT D’UN CONDUCTEUR Soit un conducteur à l’équilibre électrostatique si on applique le théorème de Gauss pour le calcul de E: Q S   E .dS  ES  E int 0 0 0 dS Par extrapolation on déduit le champ à la surface du conducteur E (V / m)  / 0 E S   / 2 0  / 2 0 dS dS 0 Intérieur Extérieur D- PRESSION ELECTROSTATIQUE Soit un conducteur chargé à l’équilibre électrostatique. Les charges créent au niveau de la surface un champ E.  ES  2 0 dS L’élément dS porte une charge dq   dS Il y a création, sur la surface d’une force:  2 dF  dq ES dF   dS .  dS 2 0 2 0 La pression électrostatique est donc définie par: dF  2 P  dS 2 0 E- EFFET DE POINT On constate, expérimentalement, que la répartition des charges à la surface du conducteur n’est pas uniformément répartie Les charges s’accumulent sur les parties à faible rayon de courbure. Exemple d’Application Soient deux conducteurs A et B de rayons R1 et R2 respectivement , contenant des charges Q1 et Q2 . On les relie par un fil conducteur, après équilibre, elles sont au même potentiel. KQ1 KQ2 VA'  VB'  R1 R2 + + Sachant que pour une distribution de charges en surface on a: + ++ + + + Q   S  4 R2 + + A B En remplaçant on obtient: + + + + + K 4 R12 1 K 4 R22 2 R2 +   1  2 + R1 R2 R1 Si R1  R2  1  2 E- CAPACITE D’UN CONDUCTEUR

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