POLARISATION DE LA MATIERE Effet d un champ

POLARISATION DE LA MATIERE

Effet d ’un champ électrique extérieur sur la matière Isolants Conducteurs (diélectriques) (Métaux)

ISOLANTS ACTION D ’UN CHAMP EXTERIEUR Les chargesinterne positives négatives apparaît Un champ auxetmolécules se déplacent légèrement er permittivité relative du milieu er nombre sans dimension er >1 -+ -- + -++ Un moment dipolaire est induit Le champ résultant -+ -+ + - -+ Molécule polaire -+ Molécule apolaire Les dipôles s ’orientent dans le champ appliqué --+++ + + -- + - - + + ++ -- ++ - +- --++ - - - + - -+ +- + + + - -++ - ++ La polarisation donne naissance à une charge résultante positive sur un côté, négative sur l’autre côté.

CONDUCTEURS ACTION D ’UN CHAMP EXTERIEUR les Les charges ses’accumulent déplacent Le champ induit compense Il apparaît un champ induit surchamp la surface le appliqué - + - - + + + Le champ à l’intérieur d ’un conducteur en équilibre est nul

A l ’intérieur d ’un conducteur en équilibre le champ électrique à l ’intérieur d ’un conducteur en équilibre est nul Th Gauss les charges électriques sont localisées sur la surface le potentiel électrique est constant les lignes de champ sont perpendiculaires aux équipotentielles 0 le champ électrique est normal à la surface + + +

INFLUENCE ELECTROSTATIQUE Soit la surface fermée S limitée par des lignes de champ entre les conducteurs (1) et (2) et fermée à l’intérieur de ces conducteurs Conducteur 1 Conducteur 2 le long des lignes de champ à l ’intérieur des conducteurs Théorème de Gauss Les surfaces de conducteurs en regard portent des charges opposées.

CAPACITE

Le potentiel d ’une sphère de rayon R portant une charge Q est Le rapport de la charge sur le potentiel Ce rapport est indépendant de la charge Q On appelle capacité d’un conducteur isolé • Elle ne dépend que de la forme et des dimensions du conducteur. • Elle s’exprime en Farad (F) 1 F = 1 C. V-1. – On utilise plus fréquemment les sous multiples m. F(grande capacité), m. F, n. F, p. F (capacité parasite).

CONDENSATEUR Le concept de capacité peut être étendu à un ensemble de deux conducteurs en regard l’un de l’autre. Condensateur : deux conducteurs voisins (de sorte que les phénomènes d’influence soient intenses) appelés armatures séparés par un isolant (ou diélectrique). Lorsque les armatures s’entourent complètement il est dit fermé ou à influence totale. La charge du condensateur est alors définie comme étant celle de l’armature interne. V 2 V 1 -Q +Q

Association de condensateurs série Exemples de condensateurs parallèle • • au mica ou céramique en papier électrochimique bouteille de Leyde • à air Outre sa capacité, un condensateur est caractérisé par la tension maximale qu’il peut supporter sans se détériorer.

Energie emmagasinée dans un condensateur

Utilisation des condensateurs • Réservoir d ’énergie pouvant être rapidement restituée • Composant essentiel en électronique • Production & réception des oscillations à très hautes fréquences • Protection des réseaux contre les surtensions • Amélioration du facteur de puissance des installations