Le concept des lignes de champ électrique a été introduit par Michael Faraday, il est né le 22 septembre 1791 à Londres et est mort le 25 août 1867 à Hampton Court Palace, Molesey. Dans de nombreux domaines de la physique, les champs électriques sont importants et dans la technologie électrique ces champs sont exploités pratiquement. La force d'attraction entre les électrons et le noyau atomique, les champs électriques sont responsables. L'unité SI d'intensité du signal de champ électrique est v / m (volt par mètre) et par les champs magnétiques variant dans le temps ou par le charges électriques, les champs électriques sont créés. La brève explication des lignes de champ électriques et la représentation des lignes de champ sont discutées.

Qu'est-ce que les lignes de champ électrique?

Définition: Une ligne de champ électrique est définie comme une région dans laquelle une charge électrique subit une force. Les objets chargés peuvent être positifs ou négatifs, les charges opposées s'attirent et les charges similaires se repoussent. Les lignes de champ sont des représentations visuelles du champ électrique créé par une seule charge ou un groupe de charges et il est abrégé en champ E. Il s'agit d'un concept tridimensionnel et donc il ne peut pas être visualisé avec une très grande exactitude dans un plan. La lettre E représente le vecteur de champ électrique et elle est tangente à la ligne de champ en chaque point. La direction de ces lignes est la même que la direction du vecteur champ électrique.

Intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle et au groupe de charge

L'intensité du champ électrique due aux charges ponctuelles peut être obtenue en utilisant la loi de Coulomb. L'intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle est indiquée dans la figure ci-dessous.

intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle

Selon la loi de Coulomb, la force «F» s’exprime par

F = q * q₀/ 4Πε₀r^deuxr ̂ ……………………… eq (1)

L'intensité du champ électrique due à une charge ponctuelle est exprimée par.

E = F / q₀r ̂ ……………………. éq (2)

Remplacer eq (1) dans eq (2) obtiendra l'expression de l'intensité du champ électrique avec la charge ponctuelle et le test charg

E = q * q₀/ 4Πε₀r^deux* 1 / q_{0 r ̂}

E = q / 4Πε₀r^deuxr ̂ ……………… eq (3)

Où r ̂ est le vecteur unitaire

Une équation (3) est l'intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle avec la charge ponctuelle et la charge d'essai. L'intensité du champ électrique due au groupe de charges est indiquée dans la figure ci-dessous

intensité du champ électrique due au groupe de charges

Où q _1,Quel_deux,Quel_3,Quel_4,Quel_5,Quel₆………. Quel _nsont les frais et r_1,r_deux,r_3,r_4,r_5,r₆………. r_n sont les distances.

L'intensité du champ électrique due au groupe de charges au point p est donnée par

E = E₁+ E_deux+ E₃+ E₄+ ……… + E_n……………………. éq (4)

Comme nous savons que l'intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle est exprimée dans l'équation ci-dessus (3), de manière similaire

EST₁= q₁/ 4Πε₀r₁^deuxr ̂₁

EST_deux= q_deux/ 4Πε₀r_deux^deuxr ̂_deux

EST3= q₃/ 4Πε₀r₃^deuxr ̂₃…………ESTn= q_n/ 4Πε₀r_n^deuxr ̂_n

Remplaçant E_1,EST_deux,EST_3,EST_4,………EST_nles valeurs de l'eq (4) obtiendront

E = q₁/ 4Πε₀r₁^deuxr ̂₁+ q_deux/ 4Πε₀r_deux^deuxr ̂_deux+ q₃/ 4Πε₀r₃^deuxr ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε₀r_n^deuxr ̂_n

E = 1 / 4Πε₀[Quel₁/ r₁^deuxr ̂₁+ q_deux/ r_deux^deuxr ̂_deux+ q₃/ r₃^deuxr₃̂ + ……… .. + q_n/ r_n^deuxr ̂_n] …………………………. éq (5)

Une équation (5) est l'intensité du champ électrique due au groupe de charges

Représentation des lignes de champ

Pour q> 0: Lorsque q est supérieur à zéro (q> 0), la charge est positive et les lignes de champ sont radialement vers l'extérieur. Les lignes de champ pour q> 0 sont indiquées dans la figure ci-dessous.

ligne-de-champ-électrique-pour-charge-supérieure-à-zéro

Pour q<0: Lorsque q est inférieur à zéro (q<0), the charge is negative and the field lines are radially inward. The field lines for q<0 are shown in the below figure.

pour-q-inférieur à zéro

Contrairement aux charges ou dipôle: La représentation des lignes de champ pour des charges différentes ou dipôle est illustré dans la figure ci-dessous.

lignes de champ électrique pour des charges différentes

Pour des frais similaires

Si | q1 | = | q2 |: Si charge q₁et q_deuxsont égaux, le point neutre et l'intensité du champ sont nulles pour des charges similaires et il est au centre de q₁et q_deuxdes charges.

charge-q1-est-égale-à-q2

Si | q1 |> | q2 |: Si charge q₁est supérieur à q_deux, le point neutre «p» se déplace vers la charge q_deuxde moindre ampleur.

Champ électrique uniforme: Dans le champ électrique uniforme, les lignes de champ partent de la charge positive et passent à la charge négative. Les lignes de champ sont équidistantes et les lignes sont parallèles dans le champ électrique uniforme.

champ électrique uniforme

Propriétés

Les propriétés des lignes de champ électrique sont

Les lignes de champ commencent à partir d'une charge positive et se terminent à la charge négative
Les lignes de champ sont continues
Les lignes de champ ne se coupent jamais (raison: si elles se coupent, il y aura deux directions d'un champ électrique au point ce qui n'est pas possible)
Dans la région du champ électrique fort, les lignes sont très proches les unes des autres alors que dans la région du champ électrique faible les lignes sont éloignées
Dans la région de la ligne de champ électrique uniforme, il y a des lignes parallèles équidistantes
Les lignes de champ sont toujours normales à la surface du conducteur

Règles de dessin des lignes de champ électrique

Les règles de dessin des lignes de champ sont

Pour un groupe donné de charges ponctuelles, les lignes de champ proviennent toujours d'une charge positive et se terminent par une charge négative. En cas de surcharge, certaines lignes commenceront ou se termineront indéfiniment.
Par exemple, dans la figure ci-dessus q₁est supérieur à q_deux. Les lignes sont originaires de q_deux, alors chargez q_deuxest positif et dans la charge q₁certaines lignes viennent d'infiniment très loin.
Le nombre de lignes tracées se terminant sur une charge négative ou laissant une charge positive est proportionnel à l'amplitude de la charge.
Si la charge est plus élevée, plus de lignes en sortiront s'il s'agit d'une charge positive ou se terminent en elle s'il s'agit d'une charge négative.
Les lignes de champ ne se croisent jamais

FAQ

1). Quels sont les types de lignes de champ électrique?

Le champ électrique uniforme et le champ électrique non uniforme sont les deux types de lignes de champ électrique. La ligne de champ est dite être un champ électrique uniforme lorsque le champ électrique est constant et dite être un champ électrique non uniforme lorsque le champ est irrégulier en chaque point.

2). Comment fabriquez-vous un champ électrique?

Par les charges stationnaires, le champ électrique est produit et par les charges mobiles, le champ magnétique est produit.

3). Comment le champ électrique est-il produit?

Le champ électrique est produit par les particules chargées. Dans le sens du champ, les charges positives s'accélèrent et dans le sens opposé du champ, les particules chargées négativement sont accélérées.

4). Qu'est-ce que l'intensité du champ électrique due aux charges ponctuelles?

L'intensité du champ électrique due à la charge ponctuelle avec la charge ponctuelle et la charge d'essai est exprimée comme

E = q / 4Πε₀r^deuxr ̂

Où E est l'intensité du champ électrique, r ̂ est le vecteur unitaire et q est la charge.

5). Comment les lignes de champ électrique indiquent-elles la force du champ?

L'intensité des lignes de champ électrique dépend de la charge de la source et le champ électrique est fort lorsque les lignes de champ sont rapprochées.

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Dans cet article, champ électrique L'intensité due à la charge ponctuelle et au groupe de charge, la représentation des lignes de champ, les lignes de champ de propriétés et les règles de dessin des lignes de champ électrique sont discutées. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'une charge d'essai et une charge ponctuelle dans un champ électrique?