📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Loi de Coulomb : La force exercée par une charge $q_1$ sur $q_2$ est $\vec{F} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1 q_2}{r^2} \vec{u}$.
- Champ électrostatique : $\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q}$. Pour une charge ponctuelle : $\vec{E} = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 r^2} \vec{u}$.
- Potentiel : $V(M) = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0 r}$. Relation : $\vec{E} = -\vec{grad} V$.
- Théorème de Gauss : $\Phi_E = \iint_S \vec{E} \cdot d\vec{S} = \frac{Q_{int}}{\varepsilon_0}$.
Méthodes à maîtriser
- Utilisation de Gauss : Choisir une surface de Gauss (sphère, cylindre) ayant la même symétrie que la distribution de charges.
- Superposition : Si plusieurs charges, $\vec{E}_{total} = \sum \vec{E}_i$.
- Calcul de potentiel : Utiliser $V = \int \vec{E} \cdot d\vec{l}$ ou sommer les potentiels créés par chaque charge.
Exemples corrigés
- Champ d'un plan infini : Par symétrie, $\vec{E} = \frac{\sigma}{2\varepsilon_0} \vec{n}$.
- Champ d'une sphère chargée : À l'extérieur ($r>R$), elle se comporte comme une charge ponctuelle au centre.
Erreurs fréquentes
- Oublier le vecteur unitaire $\vec{u}$ dans l'expression de $\vec{E}$.
- Confondre le signe de la charge dans le calcul du potentiel.
- Mal choisir la surface de Gauss (elle doit être adaptée à la symétrie).