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CHAPITRE 1
LÉLECTROSTATIQUE
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PLAN DE MATCH

• Propriété des charges électriques
• Conducteurs et isolants
• La loi de Coulomb

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Électrostatique Étude de linteraction des
charges électriques au repos.

• Propriété des charges électriques

• En frottant une tige de verre avec de la soie,
  des électrons sont transférés du verre à la soie.
  Le verre devient alors chargé positivement
  (manque délectrons) et la soie négativement
  (surplus délectron).
• Atome neutre noyau protons () et neutrons
  (n) et en périphérie des électrons (-).
• Les charges de même signe se repoussent et de
  signe différent sattirent.

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(No Transcript)
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• Unité SI de la charge électrique le coulomb
  (C)
• Charge élémentaire e 1,602 x 10-19 C
  (Millikan, 1909)
• La charge électrique est quantifiée Q ?ne
  où n est un entier.
• La charge électrique est conservée la charge
  électrique nest pas créée, elle est transférée
  dun corps à un autre. Dans un système fermé, la
  charge totale est conservée.
• Exemples Na Cl- ? NaCl (réaction chimique)
• n ? p e- v (désintégration nucléaire)

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• Exemple 1
• Une pièce de monnaie de cuivre (Z29) a une masse
  de 3 g.
• Cette pièce porte une charge de 50 nC.
• A-t-il fallu enlever ou injecter des électrons ?
  Combien ?
• Si la pièce était initialement neutre, quel
  délectrons a été enlevé ou injecté ?

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2. Conducteurs et isolants
En 1729 possibilité de charger un corps par
frottement. Les charges peuvent donc
 circuler  dun objet à un autre. Trois types
de matériau électrique Un conducteur (Al, Cu,
Au) Un isolant (plastique, bois, béton)
Un semi-conducteur (Si, Ge, GaAs)
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Une autre façon de charger un objet et ce sans
le toucher la charge par induction. Les
figures suivantes illustrent une induction avec
deux sphères en contacts
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Ici linduction se fait avec une mise à la terre
Lélectroscope à feuilles (1786). Il sert à
détecter les charges électriques. Son
fonctionnement est basé sur la charge par
induction
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3. La loi de Coulomb (1785)
En se basant sur le comportement de la force
gravitationnelle et avec laide de sa balance de
torsion, Coulomb arriva aux conclusions suivantes
la force électrique exercée par une charge
ponctuelle Q sur une autre q,
1. est directement proportionnelle au produit des
charge qQ, 2. est inversement proportionnelle au
carré de la distance r qui sépare les charges.
Mathématiquement
grandeur de la force
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La constante de proportionnalité, k, est la
constante de Coulomb. Dans le système SI
La constante de Coulomb est souvent exprimée en
fonction de la permittivité du vide ?o
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Propriétés de la force électrique

• Cest une force donc un vecteur.
• Le vecteur force est dirigé le long de la droite
  joignant les deux particules chargées q et Q.
• Q et q sont de même signe elles se repoussent de
  signes différents elles sattirent.
• Le force électrique obéit au principe de
  superposition.
• La force exercée sur Q est la même (en grandeur)
  que celle exercée sur q (3e loi de Newton)

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Exemple 2 Calculez le rapport des forces
gravitationnelle et électrique exercées par un
proton sur un électron dans latome
dhydrogène. me 9,109 x 10-31 kg mp 1,672 x
10-27 kg
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Exemple 3 Une charge q1 25 nC est placée à
lorigine, une charge q2 -15 nC est sur laxe
des x à x 2 m et une charge q0 est à x 2 m et
y 2 m. Calculez le vecteur force résultant
exercé sur q0.
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Exemple 4 Une charge ponctuelle q1 - 9 ?C se
trouve en x 0 et q2 4 ?C se trouve en x 1
m. En quel point, autre que linfini, la force
électrique résultante exercée sur une troisième
charge q3 est-elle nulle ?
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• RÉSUMÉ
• i. La charge électrique
• est négative ou positive
• a comme unité SI le coulomb
• est conservée
• est quantifiée
• ii. La loi de Coulomb
• La force électrique exercée sur Q est un
  vecteur dirigé le long de la droite joignant Q et
  q qui obéit au principe de superposition