Filière SMI – Module Physique II – Elément 1 : Electricité – Cours Prof . R.Tadili

1ère Partie

ELECTROSTATIQUE

Chapitre I

LOI DE COULOMB

Electrostatique : Etude des interactions électriques des particules chargées immobiles ("statiques")
I.Rappels
I.1 Constitution de la matière
•

matière ---> atomes

•

atomes ---> noyaux, électrons

Electrons
Protons

1 atome Æ Z électrons + noyau

•

1 noyau --> ( Z protons + A – Z neutrons)

Masse

-e = - 1,6 10-19 C

9,1 10-31 kg

+e = + 1,6 10-19 C 1,672 10-27 kg

Neutrons

•

charge

0

1,675 10-27 kg

I.2 Charge électrique
•

Charge totale d’un atome : nulle

•

Si un électron est arraché (ou rajouté) à un atome, on a un ion.

•

à l'échelle macroscopique, la "charge électrique" portée par un corps correspond à un défaut ou un excès d'électrons.

•

Les charges mobiles sont, le plus souvent, des électrons.

•

Toute charge Q est un multiple entier de la charge de l’eléctron : Q = ± n.e

•

Remarques : conducteur – isolant
- isolant ou diélectrique : les e- sont fortement liés aux atomes, il n’y a pas d’e- libre . Lorsque une charge électrique est crée, elle ne peut pas se déplacer (bois, verre, papier …).

- conducteur (liaison métallique) : toute charge crée sur un matériau se répartit sur la surface. Les e- libres permettent le déplacement de cette charge.
- Les gaz sont formés de molécules neutres, ce sont des isolants. Les gaz ionisés sont conducteurs.

II . Répartition des charges : différentes distributions de charges
II.1 Charges ponctuelles: dimensions négligeables par rapport aux distances entre les charges.
II.2 Distributions continues de charges
- distribution linéïque : la charge Q est répartie sur un fil de longueur L avec

λ =

une densité linéique

dq , dl λ

en C/m .

charge totale sur le fil :

∫

∫

dq = λ.dl → Q = dq = λ.dl , si λ = cte alors Q = λ.L distribution surfacique : la charge Q est répartie sur une surface S avec une

densité surfacique

σ =

dq ds , σ en C/m² .

charge totale sur la