Cours définition du champ électrique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

La notion de champ a été introduite par les physiciens pour tenter d’expliquer comment deux objets peuvent interagir à distance, sans que rien ne les relie. A la fois la loi de la gravitation universelle de Newton et la loi de Coulomb en électrostatique, impliquent une telle interaction à distance. Il n’y a pas de fil qui relie la terre au soleil; celui-ci exerce son attraction à distance. De même, deux charges électriques s’attirent ou se repoussent dans le vide sans que rien ne les relie, sans aucun support matériel. Pour tenter d’expliquer cela, Michael Faraday a introduit la notion de champ électrique. Si une charge Q1 a un effet à distance sur une charge Q2 qui se trouve éloignée, c’est parce que la charge Q1 met tout l’espace qui l’entoure dans un état particulier : la charge Q1, de par sa présence, produit en tout point de l’espace qui l’entoure, un champ électrique et c’est l’interaction de ce champ électrique avec la charge Q2 qui produit la force que cette dernière ressent. Cette notion de champ s’est révélée très utile et très pratique. Elle a pu être utilisée pour décrire d’autres forces fondamentales que la force électrique et elle permet de décrire les phénomènes de manière élégante.

Définition du champ électrique

Pour définir le champ électrique en un point de l’espace, on y place une petite charge d’essai positive q et on regarde la force de Coulomb F qui s’exerce sur elle, due à la présence des charges électriques environnantes qui créent le champ électrique.
Le champ électrique est donc une grandeur vectorielle. L’unité SI de champ électrique est le newton par coulomb (N/C).
V.2 La charge d’essai doit être petite pour qu’on puisse faire l’hypothèse qu’elle ne perturbe pas elle même le champ électrique environnant.
Le champ électrique tout comme la force de Coulomb est radial, il s’éloigne de la charge Q si celle-ci est positive et se dirige vers celle-ci si elle est négative .
En effet, la petite charge d’essai positive q est repoussée par Q si celle-ci est positive, attirée par Q si celle-ci est négative.
Remarque : Il y a un champ électrique autour de Q même en l’absence de la petite charge d’essai qui sert à le mettre en évidence.
De la définition du champ électrique, il résulte que la force F subie par n’importe quelle charge Q placée en un point de l’espace où règne un champ électrique E.