électrostatique 2

 

H - Conducteurs en équilibre électrostatique - Condensateurs:

- conducteur parfait: dans tout son volume on a

.Il constitue un volume équipotentiel. Les lignes de champ "sortent ou entrent" perpendiculairement à sa surface (équipotentielle).Les seules charges qu'il peut porter sont superficielles, de densité et le champ électrostatique à sa surface a pour expression:

est la normale "sortante".

- Pouvoir des pointes: la charge surfacique d'un conducteur en équilibre électrostatique est plus élevée dans les régions où le rayon de courbure est plus faible; C'est par les pointes qu'un conducteur se décharge préférentiellement.

- Deux conducteurs A et B sont en influence totale si toutes les lignes de champ électrostatique vont de l'un sur l'autre.

- la charge portée par un conducteur seul est proportionnelle à son potentiel:

C est sa capacité propre qui s'exprime en farads (F).

Pour un conducteur sphérique:

Si R = 6,378.106 m ( rayon de la Terre) alors:

Le farad est une grande unité.

 voir un tableau des préfixes des multiples et sous-multiples

- soient n conducteurs en influence mutuelle:

est la matrice capacité. On peut encore écrire:

Cii est le coefficient de capacité du conducteur Ai, différent de sa capacité propre.

Cij non diagonal est le coefficient d'influence du conducteur Ai sur le conducteur Aj.

Cij   =   Cji

Cii   >    0

Cij    <   0

- condensateur: 2 conducteurs A et B en influence totale.

 

Condensateur plan

Condensateur cylindrique

Condensateur sphérique

 

associations de condensateurs:

en série

en parallèle

C'est l'inverse des résistances.

I - Force et énergie électrostatiques

- force:

- force pressante électrostatique au voisinage d'un conducteur:

est la pression électrostatique.

- travail des forces électrostatiques sur un trajet AB:

indépendant du chemin suivi.

- l'électron-volt (eV) est l'énergie acquise par un électron accéléré par une diffrence de potentiel de 1 volt.

 

Exercices