ELECTRICITE ELECTRICITE 4 types d'interactions (forces) fondamentales: - Interaction gravitationnelle, - Interaction électromagnétique - Interaction nucléaire faible, - Interaction nucléaire forte } } Une seule Interaction Universelle ?
Publié le 03/10/2014
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ELECTRICITE ELECTRICITE 4 types d'interactions (forces) fondamentales: - Interaction gravitationnelle, - Interaction électromagnétique - Interaction nucléaire faible, - Interaction nucléaire forte } } Une seule Interaction Universelle ??? Perturbation "électrique" connue depuis 2000 ans. René Descartes, 1596-1650 1596 maître de la pensée rationaliste: maître « la foudre résulte de l'explosion des exhalations sulfureuses de l'atmosphère sous la pression, lorsqu'un nuage plus lourd tombe sur un nuage plus léger. » Expérience de Benjamin Franklin Expérience 1752, il lance un cerf1752, volant un jour d'orage. Le fil de chanvre qui retient le cerf-volant est humide. Franklin touche du doigt Franklin une clé attachée au fil, et produit une étincelle !!! Compréhension des phénomènes: Coulomb(1785). Découverte de l'électron: Thomson (1897). 1. LES FORCES ELECTRIQUES 1. 1 Expérience: Entre deux corps « électrisés » s'exercent des forces radiales attractives ou répulsives. Électrisation Par frottement 1. 2 Les Charges Électriques Les forces attractives ou répulsives sont interprétées comme l'existence d'une « qualité » des corps électrisés : la charge électrique. La charge peut être positive ou négative. Deux charges de même signe se repoussent. Elles s'attirent lorsqu'elles sont de signe différents. La charge électrique est additive : elle est donc mesurée par un nombre algébrique. Il existe, en valeur absolue, une plus petite charge libre observable : e = 1,6 10-19 C. l'unité de charge dans le système SI est le Coulomb C (grandeur dérivée). Proton : charge électrique : + e Électron : charge électrique: - e Conservation de la charge totale La charge totale d'un système isolé est constante. - à tout instant, dans un voisinage infinitésimal de tout point de l'espace, la charge électrique est constante. - Si des particules disparaissent en un point, à un instant, d'autres doivent être créées au même point et au même instant pour satisfaire la conservation locale de la charge. Distribution continue de charges o densité linéique de charges : r< < L + + + + + + + + + + ?= ?Q ?l ?= dQ dl L o densité surfacique de charges: ++++++ S ++++++ ++++++ ?= ?Q ?S ?= dQ dS V ++++++ o densité volumique de charges: ++++++ ++++++ ++++++ ++++++ ?= ?Q ?V ?= dQ dV 1. 3 Loi de COULOMB Force entre deux charges q1 et q2 dans le vide : rr r OM = r = ru12 q2> 0 F12 M r F q1> 0 O F21 u12 r u 12 r r = r q1q 2 r u 2 12 r Vecteur unitaire r F qq r r F12 = K 1 32 r r r -> K= 1 4? ? 0 12 =K 12 =K q 1 r q 2 OM r3 OM valeur de K : 9. 109 SI (N.m2.C-2) ?0: permittivité du vide = 8,85.10-12 S.I. ?o = 10 7 4? ?c 2 Sens et direction de la force électrique r qq F12 = K 1 r 2 2 r r u 12 o si q1q2 > 0 (q1 et q2 de mêmes signes) F21 q2 q1 F12 o si q1q2 < 0 (q1 et q2 de signes opposés) q1 -> F21 F12 q2 r r F1 2 = - F 21 Selon le principe de l'action - réaction : ? ?-> F 12 + ? ?-> F 21 = ? ?-> 0 Composantes de F en coordonnées cartésiennes : r r r r F = Fx i + Fy j + Fz k z F Fx, Fy, Fz : Composantes de F suivant i, j, k z F k i F
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