Définition: La région autour de la charge électrique dans laquelle la contrainte ou la force électrique agissent est appelée champ électrique ou champ électrostatique. Si l’ampleur de la charge est importante, cela peut créer un stress énorme dans la région. Le champ électrique est représenté par le symbole E. L’unité SI du champ électrique est le newton par coulomb qui est égal à volts par mètre.
Le champ électrique est représenté par les lignes de force imaginaires. Pour la charge positive, la ligne de force sort de la charge et pour la charge négative, la ligne de force se déplace vers la charge. Le champ électrique pour les charges positives et négatives est indiqué ci-dessous
Considérons une charge unitaire Q placée dans le vide. Si une autre charge q est placée près de la Q alors selon la loi de Coulomb, la charge Q lui applique une force. La charge Q produit un champ électrique autour d’elle, et lorsque toute autre charge est placée près d’elle, le champ électrique de Q lui applique une force.
Le champ électrique produit par la charge Q en un point r est donné par
où Q- charge unitaire
r- distance entre les charges
Une charge Q applique la force sur une charge q est exprimée par
La charge q applique également une force égale et opposée sur la charge Q.
Types d’un champ électrique
Le champ électrique est principalement classé en deux types. Ce sont le champ électrique uniforme et le champ électrique non uniforme.
Champ électrique uniforme
Lorsque le champ électrique est constant en tout point, le champ est appelé champ électrique uniforme. Le champ constant est obtenu en plaçant les deux conducteurs parallèles l’un à l’autre, et la différence de potentiel entre eux reste la même en chaque point.
2. Champ électrique non uniforme
Le champ qui est irrégulier en tout point est appelé champ électrique non uniforme. Le champ non uniforme a une magnitude et des directions différentes.
Propriétés d’un champ électrique
Voici les propriétés d’un champ électrique.
- Les lignes de champ ne se croisent jamais.
- Ils sont perpendiculaires à la charge de surface.
- Le champ est fort lorsque les lignes sont rapprochées, et il est faible lorsque les lignes de champ s’écartent les unes des autres.
- Le nombre de lignes de champ est directement proportionnel à l’amplitude de la charge.
- La ligne de champ électrique commence à partir de la charge positive et se termine à partir de la charge négative.
- Si la charge est unique, elles commencent ou se terminent à l’infini.
- Les courbes de ligne sont continues dans une région sans charge.
Lorsque le champ électrique et magnétique se combine, ils forment le champ électromagnétique.