Le flux \(\Phi\) du champ électrique vaut donc: \(\Phi = \frac{\sigma_A ~. ~ \mathrm d S}{\epsilon_0}\) Les flux à travers le tube de champ et à travers la surface \(\Sigma\) sont nuls. Il reste le flux à travers la section du tube de champ passant par le point \(P\). Le vecteur élément de surface \(\mathrm d \vec S\) et le champ électrique ont même direction et même sens. Le flux vaut: \(\Phi = \vec E. \mathrm d \vec S = E ~ \mathrm d S\) On obtient donc: \(E ~ \mathrm d S = \frac{\sigma_A ~. ~ \mathrm d S}{\epsilon_0}\) Le champ électrique a partout la même valeur. c) Le champ électrique est proportionnel à la d. d. p. entre les armatures \(E = \frac{V_A - V_B}{d}\) Démonstration: La d. Champ electrostatique condensateur plan d. est égale à la circulation du champ électrique le long d'une ligne de champ depuis le point \(\mathrm A\) sur la surface du conducteur chargé positivement jusqu'au point \(\mathrm B\) sur la surface du conducteur chargé négativement (voir la figure). On a: \(\displaystyle{V_A - V_B = - \int_ \mathrm B^ \mathrm A \vec E. \mathrm d \vec M}\).
On appelle condensateur plan l'ensemble formé par deux conducteurs limités par deux surfaces planes et parallèles. Supposons d'abord que les surfaces planes des armatures aient des dimensions infinies. Il est évident par raison de symétrie que le champ électrique aurait une direction perpendiculaire à ces surfaces. En outre, la densité superficielle de charge aurait la même valeur en tous les points de la surface d'une armature. Dans le cas réel, si la distance entre les armatures est petite relativement à leurs dimensions, le champ électrique et la densité de charge ne seront changés que sur les bords. Dessiner les lignes de force d'un champ électrostatique dans un condensateur plan - 1S - Méthode Physique-Chimie - Kartable. Nous négligerons ces "effets de bords" en supposant: que le champ électrique est partout perpendiculaire aux surfaces planes des armatures. Les lignes de champ sont donc des segments rectilignes perpendiculaires à ces surfaces. que la densité superficielle de charge est constante sur la face plane de chaque armature. Nous avons représenté ci-après la coupe transverse d'un condensateur plan montrant les lignes de champ qui partent de la face plane de l'armature \(\mathrm A\) chargée positivement et arrivent sur la face plane de l'armature \(\mathrm B\) chargée négativement.
Or, le champ électrique \(\vec E\) et le vecteur déplacement élémentaire \(\mathrm d \vec M\) ont même direction. D'où: \(\vec E. \mathrm d \vec M = E. \mathrm d M\) Comme \(E\) est constant: \(\displaystyle{V_A - V_B = \int_ \mathrm A ^ \mathrm B E. \mathrm d M = E \int_ \mathrm A^ \mathrm B \mathrm d M}\) Comme \(\mathrm d M\) est la distance \(d\) des deux conducteurs il vient: \(V_A - V_B = E~d\). Champ electrostatique condensateur plan definition. Soit: d) La quantité d'électricité portée par une armature est proportionnelle à la d. p. \(Q_A = \epsilon_0 \frac{S}{d} (V_A - V_B)\) D'où \(C = \frac{Q}{V_A - V_B} = \epsilon_0 \frac{S}{d}\) Démonstration: Les résultats précédents permettent de calculer la quantité d'électricité portée par une armature. Ainsi, l'armature \(A\) au potentiel le plus élevé, a la quantité d'électricité positive: \(Q_A = \sigma_A. S\) Eliminons \(\sigma_A\) de cette expression au moyen de la relation \(E = \frac{\sigma_A}{\epsilon_0}\), il vient: \(Q_A = \epsilon_0. E. S\) Puis en tenant compte de la relation \(E = \frac{\sigma_A}{\epsilon_0}\), on obtient: D'où: \(C = \frac{Q}{V_A - V_B} = \epsilon_0 \frac{S}{d}\)
Première S Physique-Chimie Méthode: Utiliser l'expression donnant la valeur d'un champ électrostatique dans un condensateur plan La valeur du champ électrique créé par un condensateur plan dépend de la tension à ses bornes et de la distance entre les armatures. Soit un condensateur plan dont les plaques sont écartées d'une distance d valant 1, 0 mm. Si la tension appliquée est U_{AB} = 4{, }0 V, que vaut le champ électrostatique entre les plaques? Champs créés par un condensateur plan. Etape 1 Repérer les deux grandeurs données On repère les deux grandeurs données, parmi: La valeur du champ électrostatique E La tension U entre les armatures La distance d qui les sépare L'énoncé donne: La tension entre les armatures: U_{AB} = 4{, }0 V La distance qui les sépare: d = 1{, }0 mm Etape 2 Rappeler l'expression de la valeur du champ électrostatique créé par un condensateur plan On rappelle l'expression de la valeur du champ électrostatique créé par un condensateur plan: E = \dfrac{U}{d}, mais en adaptant les notations à celles des grandeurs données.