Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle Loi de Coulomb

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Champ électrostatique créé par une charge ponctuelle Loi de Coulomb

Rappels :

▪ Il existe deux types de charges électriques : négatives et positives

▪ Un noyau est formé de neutrons électriquement neutres et de protons chargés positivement

▪ Autour du noyau se trouve un cortège électronique ; les électrons sont chargés négativement

▪ La charge d’un électron est exactement opposée à la charge d’un proton

▪ On appelle charge élémentaire la charge d’un proton ; elle est égale à e=1,6.10^-19 C

▪ Les atomes comptent autant de protons dans leur noyau que d’électrons autour de ce noyau

▪ La matière, au repos (qui ne subit pas de « perturbation » ou « d’excitation ») est électriquement neutre

I. Interaction électrostatique :

1. Schématiser l’interaction entre 2 charges qA et qB distante de d, en dessinant les forces FA_B et

A

FB_

 Si qA et qB de signes opposés :

 Si qA et qB de même signe :

2. Expression de l’intensité des forces électrostatiques : Loi de Coulomb

Les intensités des forces F_A__Bet F_B__A sont égales. Cette intensité est proportionnelle au produit des valeurs absolues des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare ces charges.

Proposer une expression de l’intensité des forces.

A B

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II. Champ électrostatique et lignes de champ :

On définit le champ créé par la charge qA à l’endroit où se trouve B par la relation suivante :

 Si qA > 0

 Si qA < 0

III. Interaction dans un cristal de chlorure de sodium :

Le cristal de chlorure de sodium est constitué d’un empilement ordonné d’ions. Les ions Cl^- sont aux sommets de cubes contigus d’arête a=5,64×10^-10m et aux centre de chaque face de ce cube. Les ions Na⁺ sont situés au milieu de chaque arête et au centre de chaque cube.

1. Exprimer en fonction de a les plus petites distances entre les centres de :

▪ deux Cl^-

▪ deux Na⁺

▪ un Cl^- et un Na⁺

2. Exprimer en fonction de a et e (quantité d’électricité élémentaire) la force électrique entre :

▪ deux Cl- les plus proches

▪ un ion Cl- et un ion Na⁺ Calculer l’intensité de ces forces.

3. Quel type de force maintient la cohésion du cristal ?

IV. Applications : exercices P 265 n°17, 20, 21 A

A