I. Champ électrique

3. Relation entre champ électrique et potentiel électrique

b. Déplacement rectiligne d’une charge dans un champ électrique uniforme

Une charge placée sous l'influence d’un champ électrique est soumise à une force électrique. Un déplacement de cette charge peut être spontané ou imposé.

Déplacement spontané

- q A B

Une charge négative placée sous l'influence du champ électrique E est soumise à la force F qui tend à la faire se déplacer spontanément vers la droite.

Déplacement imposé

- q A B

Une charge négative placée sous l'influence du champ électrique E est toujours soumise à la force F, il faut lui imposer une action mécanique opposée pour qu’elle se déplace vers la gauche.

Dans chaque situation, l’énergie échangée, appelée travail et noté par la suite ΔWe, dépend de la force, de la longueur du trajet entre les points A et B et de l’angle orienté entre la direction de la force et la direction du trajet : ΔWe=FL avec F la force électrique et L le vecteur associé au déplacement.

Dans les deux situations décrites ci-dessus, l'angle (F,L^) est égal à 0° ou 180°, le travail électrique se simplifie en :

Le déplacement d’une charge perpendiculairement aux lignes de champ donnent un travail électrique nul. La situation est décrite ci-dessous, on observe que l'angle entre la force électrique F et le vecteur représentant la trajectoire est égal à 90°, son cosinus est donc nul.

- q A B

Il est représenté avec son spectre constitué
de lignes de champ parallèles,
car c’est un champ uniforme.

Elle a la même direction que le champ mais est de sens contraire
car la charge est négative.

Il est représenté avec son spectre

Elle a la même direction que le champ mais est de sens contraire
car la charge est négative.

Représentée par la force Fext

C’est un produit scalaire :
FL=FLcos(F,L^)

Le vecteur L a pour direction la droite
passant par A et B,
son sens est de A vers B,
son module est égal à la distance entre A et B.

Car cos(F,L^)=1

Car cos(F,L^)=-1

Ce déplacement implique l'existence d’une force extérieure
qui n’est pas représentée