Ces notes de cours présentent les fondamentaux de l’électrostatique dans le vide et sont essentiellement destinées aux étudiants de première année de Licence de Physique et de Chimie du cycle universitaire.
Le chapitre 1 revient brièvement sur la notion de charge électrique avant de mettre en relief les deux grandeurs électrostatiques fondamentales à savoir le champ et le potentiel électrostatiques. Ainsi, après avoir traité le cas d’une charge ponctuelle, l’accent est mis essentiellement sur les différents types associés à une distribution continue de charges (volumique, surfacique et linéique).
Le chapitre 2 rappelle, en premier lieu, le principe de Curie et son intérêt en électrostatique auquel cas la cause est une distribution de charges et les effets sont le champ et le potentiel électrostatiques. En second lieu, les différentes étapes nécessaires pour appliquer le théorème de Gauss sont présentées dans le cas général et illustrées par le biais d’un exemple.
Le chapitre 3 a trait à l’étude des conducteurs en équilibre en focalisant l’intérêt sur le phénomène d’influence électrostatique impliquant les condensateurs usuels (plan, sphérique et cylindrique).
Le chapitre 4 s’intéresse à l’étude du dipôle électrostatique en calculant, d’une manière détaillée, le potentiel et le champ électrostatiques sans oublier le moment dipolaire, paramètre fondamental, qui caractérise les molécules polaires comme par exemple la molécule HCl.
Dans ces notes de cours, le lecteur constate une méthodologie à la fois simple et décortiquée.
En outre, les chapitres 1 et 2 sont couronnés de quelques exercices d’applications suivis de réponses concises. S’agissant des chapitres 3 et 4, ils englobent des applications directes.
Inhaltsverzeichnis
- Kapitel 1
- Loi de Coulomb - Champ et potentiel électrostatiques
- Notion de charge électrique
- Loi de Coulomb
- Notion de champ électrostatique
- Notion de potentiel électrostatique
- Relation locale entre le champ et le potentiel électrostatiques
- Lignes de champ
- Surface équipotentielle
- Champ et potentiel électrostatique créés par une distribution discrète de charges
- Champ et potentiel électrostatiques créés par une distribution continue de charges
- Exercices d'application
- Réponses
- Chapitre 2
- Théorème de Gauss et applications
- Principe de Curie
- Application du théorème de Gauss - Illustration par le biais d'un exemple
- Déduction du potentiel électrostatique
- Exercices d'application
- Réponses
- Chapitre 3
- Conducteur en équilibre électrostatique - Condensateur
- Caractéristiques d'un conducteur en équilibre
- Capacité d'un conducteur en équilibre
- Phénomène d'influence électrostatique - Condensateur
- Chapitre 4
- Dipôle électrostatique
- Définition
- Potentiel électrostatique créé par un dipôle
- Champ électrostatique créé par un dipôle
- Moment dipolaire
- Références
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegenden Kursnotizen bieten eine Einführung in die Grundlagen der Elektrostatik im Vakuum und richten sich in erster Linie an Studenten des ersten Studienjahres der Physik und Chemie.
- Definition und Eigenschaften elektrischer Ladungen
- Elektrostatisches Feld und Potential
- Anwendung des Gauss'schen Gesetzes in der Elektrostatik
- Verhalten von Leitern im elektrostatischen Gleichgewicht
- Eigenschaften und Anwendungen von Dipolen
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 befasst sich mit der grundlegenden Definition elektrischer Ladungen, der Coulomb'schen Gesetzmäßigkeit und den Konzepten des elektrostatischen Feldes und Potentials. Es werden außerdem Beziehungen zwischen Feld und Potential sowie Anwendungen für diskrete und kontinuierliche Ladungsverteilungen behandelt.
Kapitel 2 erläutert das Prinzip von Curie und seine Bedeutung in der Elektrostatik. Es zeigt die Anwendung des Gauss'schen Gesetzes und die Berechnung des elektrostatischen Potentials anhand von Beispielen.
Kapitel 3 untersucht das Verhalten von Leitern im elektrostatischen Gleichgewicht, einschließlich des Phänomens der elektrostatischen Induktion und der Eigenschaften von Kondensatoren.
Kapitel 4 analysiert den elektrostatischen Dipol. Es werden detaillierte Berechnungen des elektrostatischen Potentials und des Feldes durchgeführt, wobei auch der wichtige Parameter des Dipolmoments für polare Moleküle, wie z. B. das HCl-Molekül, berücksichtigt wird.
Schlüsselwörter
Elektrostatik, elektrische Ladung, Coulomb'sches Gesetz, elektrostatisches Feld, Potential, Gauss'sches Gesetz, Leiter im Gleichgewicht, elektrostatische Induktion, Kondensatoren, Dipol, Dipolmoment.
- Citation du texte
- Nabil Safta (Auteur), 2019, Introduction à l’Électrostatique. Notes de cours et applications, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/489511
