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CHARGE ET INTERACTIONS ELECTROSTATIQUES
I-1 INTRODUCTION L'électrostatique est la branche de la physique qui étudie les phénomènes (champ et
potentiel électrostatique) créés par des charges électriques statiques pour l'observateur. Les
forces électrostatiques sont décrites par la loi de Coulomb qui présente une certaine analogie
avec l’interaction gravitationnelle.
I-2 LA CHARGE ELECTRIQUE I-2.1 Définition La charge électrique d’une particule est une grandeur scalaire (algébrique) qui
caractérise les actions électromagnétiques subies ou exercée par la particule.
La charge électrique joue dans l’interaction électrostatique le même rôle que joue la
masse (scalaire positive) dans l’interaction gravitationnelle.
Les expériences d’électrisation montrent qu’il existe deux classes de particules
chargées : deux particules chargées d’une même classe se repoussent alors que deux particules
chargées appartenant à des classes différentes s’attirent. Par convention, l’une des classes
sera dite chargée positivement, l’autre chargée négativement. Ainsi, si le proton est affecté
d’une charge positive et l’électron d’une charge négative, aucune considération physique ne
peut justifier ce choix qui n’a aucune incidence sur la théorie de l’électromagnétisme. ........
Exercice 1 : Les parties I, II et III sont indépendantes
Partie I
On considère une charge ponctuelle q placée dans le vide à l’origine O du système de
coordonnées sphériques de base ( ϕ θ u u ur , , ).
1) Donner l’expression du champ électrostatique E crée par cette charge en un point M de
l’espace situé à la distance r de O. Exprimer E en fonction du vecteur OM .
2) Calculer la circulation de E le long d’un contour quelconque limité par deux points A et B.
Soit V(M) le potentiel électrostatique crée en M par la charge q. En déduire la différence
de potentiel B A V V − entre A et B, puis le circulation de E le long d’un contour fermé.
Partie II On considère deux charges ponctuelles identiques (q > 0) distantes de 2a et placées
dans le vide en deux points A(0, a, 0) et B(0, -a, 0) de l’axe Oy .
1) Calculer le champ électrostatique ) (M E crée par ces deux charge en un point M de la
médiatrice de AB. On note O le milieu de AB et on pose : i x OM = .
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