Module d’Electricité
2ème partie : Electrostatique
© Fabrice Sincère (version 3.0.1) http://pagesperso-orange.fr/fabrice.sincere
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Introduction
• Principaux constituants de la matière : - protons : charge électrique + e ≈ +1,6 10 -19 coulomb - neutrons : pas de charge (= neutre) - électrons : - e

• Un atome a autant d’électrons que de protons : il est globalement neutre.

• Un corps électrisé (+ ou -) est un corps qui n’est pas neutre.
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Conducteurs et isolants électriques

Un conducteur métallique possède des électrons libres. • mouvement d’ensemble d’électrons libres = courant électrique • l’électrocinétique est l’étude des courants électriques

Un isolant ne possède pas d’électron libre.

L’électrostatique est l’étude de l’électricité statique des corps électrisés (conducteur ou isolant).

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Electrisation d’un corps • Excès d’électrons (-): corps électrisé négativement • Carence en électrons (+) : ‘ ‘ positivement

- électrisation des isolants : par frottement Les charges sont immobiles (= statiques) - électrisation des conducteurs : par influence Les charges se déplacent jusqu’à atteindre un état d’équilibre (fig. 1) : boule en métal (initialement neutre)
On approche une règle en verre (électrisée par frottement avec un chiffon)

+

+ +

+ + +

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• Application : Machine de Whimshurst (100 kV)

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Décharge électrostatique Un courant apparaît quand un corps électrisé se décharge dans un autre. Remarque : courant très intense (mais très bref) tension très élevée >> kV spectaculaire : foudre >> MV

Exemple : décharge électrostatique d’un corps humain : • 10 A • 10 kV • < 1 µs
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Chapitre 1 Champ électrostatique
Force électrostatique • Soit deux corps ponctuels de charges q1 et q2 (fig. 2) : r F2/1 r F1/2

• Sens - charges de même signe : répulsion - signe opposé : attraction
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• Intensité : Loi de Coulomb F = F1/ 2 1 q1q 2 9 q1q 2 = F2 /1 = ≈ 9 ⋅10 4πε0 r ² r²

ε0 ≈ 8,85⋅10-12 F/m :