I/ TRAVAIL DE LA FORCE ELECTROSTATIQUE :
I-1/ TRAVAIL DE LA FORCE ELECTROSTATIQUE DANS UN CHAMP ELECTROSTATIQUE UNIFORME:
Soit une particule de charge positive q qui se déplace entre deux armatures P1 et P2 d’un condensateur plan d’un point A (état initial) vers un point B (état final).
Entre les deux armatures du condensateur, le champ électrostatique est constant et comme la charge q de la particule est constante aussi, alors la force électrostatique est donc constante au cours du déplacement :
c’est une force conservative.
Ainsi, le travail de la force électrostatique ne dépend pas du chemin suivi, il ne dépend que de la position initiale et de la position finale.
Le travail de la force électrostatique entre A et B est donné par l’expression suivante :
I-2/ DIFFERENCE DE POTENTIEL (d.d.p) :
N.B: la différence de potentiel entre deux points est aussi appelée tension électrique entre ces points. Elle s’exprime en Volt (V) dans le système international.
I-3/ POTENTIEL ELECTRIQUE :
Le potentiel électrique est une grandeur qui caractérise l’état électrique de chaque point du champ électrique.
Dans un champ électrique uniforme et suivant l’axe des abscisses on a :
GENERALISATION :
De façon générale le potentiel électrique d’un point P d’abscisse xP dans un champ électrique uniforme est
I-4/ RELATION ENTRE E ET UAB = VA – VB :
Considérons un condensateur plan constitué de deux armatures P1 et P2 et séparés d’une distance d.
II/ ENERGIE POTENTIELLE ELECTROSTATIQUE :
II-1/ EXPRESSION DE L’ENERGIE POTENTIELLE ELECTROSTATIQUE D’UNE PARTICULE DE CHARGE q :
La force électrostatique est une force conservative, on peut lui associer une énergie potentielle appelée énergie potentielle électrostatique.
GENERALISATION :
L’énergie potentielle est toujours définie par rapport à une constante additive près.
L’énergie potentielle électrostatique d’une particule de charge q en un point M de potentiel électrique V est:
II-2/ SURFACE EQUIPOTENTIELLE :
Par définition, on appelle surface équipotentielle une surf ace où tous les points ont même potentiel électrique.
Pour une surface équipotentielle constituée de n points on aura:
II-3/ L’ELECTRONVOLT (eV) :
L’électronvolt est une unité d’énergie.
III/ CONSERVATION DE L’ENERGIE D’UNE PARTICULE :
Soit une particule de charge q, de masse m est animée d’une vitesse v dans un champ électrique uniforme.
L’énergie totale de cette particule est donnée par la relation:
IV/ DETERMINATION DE LA MASSE ET DE LA CHARGE D’UN ION :
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