Principes Fondamentaux de l'Électrostatique et de l'Énergie

Charge électrique

Il existe deux types de charges dans la matière : négatives (comme l'électron) et positives (comme les protons). Elle est mesurée en coulombs (C).

Loi de Coulomb

Les charges identiques se repoussent si elles ont le même signe, ou s'attirent si elles sont de signes opposés. La force augmente avec le produit des charges et diminue proportionnellement au carré de la distance qui les sépare.

Champ électrique

Vecteur dont la direction est celle suivie par une charge positive placée en un point donné. Son module est le rapport entre la force électrique et la valeur de la charge testée dans le champ.

Principe de superposition

Somme vectorielle des forces et des champs individuels qui s'exercent sur toute charge située à proximité d'autres charges.

Lignes de champ

Chemin suivi par une charge positive placée dans le champ. Elles partent toujours des charges positives (ou de l'infini) et convergent vers les charges négatives (ou l'infini).

Différence de potentiel

Rapport entre le travail effectué par ou sur la charge et la valeur de cette même charge.

Principe de superposition du potentiel

Somme algébrique des potentiels individuels créés par chaque charge.

Potentiel électrique

Énergie potentielle par unité de charge positive : V = Ep / q.

Travail et Énergie

Travail

Transfert ou transformation d'énergie qui se produit lorsqu'une force provoque un déplacement.

Le travail de frottement, toujours négatif, est le produit de la force de frottement par la distance parcourue.

Puissance

Mesure de la vitesse à laquelle l'énergie est transférée ou le travail est effectué.

Énergie

La quantité d'énergie d'un corps mesure sa capacité à produire un travail.

Énergie cinétique

Énergie possédée par un corps en raison de son mouvement, dépendant de sa vitesse et de sa masse : Ec = 1/2 mv².

Énergie potentielle

Énergie possédée par un corps en raison de sa position. Elle peut être :

• Gravitationnelle : au voisinage de la surface de la Terre.
• Élastique : dans un ressort.
• Électrique : par l'interaction d'une charge avec d'autres charges.
• Gravitationnelle : entre deux masses.
• Autres.

Théorème de l'énergie cinétique

« Le travail effectué par une force sur un corps, lorsqu'il entraîne un changement dans son état de mouvement, est égal à la variation de son énergie cinétique. »