1. La matière et l’électricité

• La matière se compose de deux types de charges électriques :
  • Noyaux atomiques → positifs
  • Électrons → négatifs
• À l’état normal, un corps est neutre (autant de charges positives que négatives).

2. Électrisation par frottement

• Exemple : bâton de verre frotté avec un morceau de soie
  • Le verre perd des électrons → il devient positif.
  • La soie gagne des électrons → elle devient négative.

👉 Principe de conservation :
Dans un système isolé, la somme algébrique des charges reste constante.

(schéma explicatif : transfert d’électrons entre le verre et la soie)

3. Mesure de la charge

• L’électroscope permet de détecter et mesurer la charge acquise par un objet.

(schéma de l’électroscope)

4. La charge élémentaire (expérience de Millikan, 1910)

• Millikan mesure avec précision la charge de l’électron grâce à des gouttelettes d’huile.
• En inversant le champ électrique, il modifie la vitesse des gouttelettes.
• Si elles sont assez petites, on peut déduire la charge élémentaire.

👉 Résultat :

(e = -1.6 \times 10^{-19} , C)

5. Conducteurs et isolants

On distingue deux types de matériaux :

• Conducteurs : possèdent des charges libres (électrons mobiles).
• Isolants : ne possèdent pas de charges libres.

Cas des solides

• Dans les solides, la charge est portée par :
  • Les électrons
  • Ou par leur absence, appelée trou
• Si le matériau est conducteur, les électrons peuvent se déplacer et modifier la répartition des charges.

Conductivité des milieux

1. Liquides

• Dans les liquides, la charge est portée par les ions :
  • Cations → positifs
  • Anions → négatifs
• Les ions peuvent se déplacer → le liquide est conducteur.
• Un liquide sans ions est isolant.

2. Gaz

• Un gaz ne porte pas naturellement de charges.
• Sous haute tension, il est possible d’arracher des électrons → ionisation du gaz.
• Le gaz ionisé devient un plasma conducteur.

Loi de Coulomb

Une charge électrique est dite ponctuelle si les dimensions du volume chargé sont très petites par rapport aux distances considérées.

Soient deux charges ponctuelles (q_1) et (q_2).
La force d’interaction entre elles est donnée par :

Où :
$\begin{array}{rl}F& :\text{force eˊlectrostatique (N)}\\ q_1,q_2& :\text{charges (C)}\\ r& :\text{distance entre les charges (m)}\\ k& \approx 9\times 10^9{\text{Ncdotpm}}^2/{\text{C}}^2\end{array}$

Sens de la force

• Si $q_1\cdot q_2>0$ → les charges se repoussent.
• Si $q_1\cdot q_2<0$ → les charges s’attirent.

Méthodologie : Résolution d’exercices avec charges électriques en équilibre

Lorsque des objets chargés sont immobiles, ils se trouvent en équilibre statique. On utilise alors :

👉 Bilan des forces
👉 Principe fondamental de la statique

1. Bilan des forces

Sur chaque bille, on identifie toutes les forces qui s’exercent :

• Poids : $P=m\cdot g$ (vertical vers le bas)
• Tension du fil : $\vec{T}$ (le long de la corde, incliné selon l’angle donné avec la verticale)
• Force électrostatique :($F_e=k\cdot \frac{q_1\cdot q_2}{r^2}$)
  • horizontale car les billes sont à la même hauteur
  • répulsive si les charges sont de même signe

2. Principe fondamental de la statique (PFS)

En équilibre :

$\sum \vec{F}=\vec{0}$

Donc, pour chaque bille :

• Projection verticale :

  $T\cos (\theta )=P$

• Projection horizontale :

  $T\sin (\theta )=F_e$

3. Méthodologie pas à pas

1. Faire un schéma des forces (poids, tension, force électrostatique).
2. Écrire les équations de la statique en projetant les forces :
   • verticale
   • horizontale
3. Exprimer la force électrostatique avec la loi de Coulomb :$F_e=k\cdot \frac{q_A\cdot q_B}{r^2}$
4. Remplacer les grandeurs connues (masses, charges, distance, angles).
5. Résoudre le système d’équations pour déterminer :
   • la charge inconnue
   • la masse inconnue

champ electrique distibution de charge dans un espace

ligne de champs sont les courbes au vecteur champ en chacun de leurs points

Ligne de champ electromagnetique

champ uniforme vercor E → meme norme direction sens en tout point de l’espace si q > 0 champ divergent si q < 0 champ convergent

champ cree ensemble de charge laction de chaque charge s’ecrit →ei(m) - = 1?4piE0 * qi/r^2 vecteur unitaire qi vers m

1/4pie0 somme de qi/ri^2 vecteur unitaire qi vers m

resitance serie parralele transformation en une grace aux formules

formule paralele

(r1r2)/(r1+r2)

en serie r1 + r2

loi de kerchof

pour l’appliquer obliger de definir les convention de I et U le courant circule du positif au negatif