une bougie dans un condensateur

champ électrostatique:

 

On appelle champ une grandeur physique définie en chaque point de l'espace. Un champ peut-être scalaire, c'est-à-dire caractérisé uniquement par sa valeur numérique, ou vectoriel, dans le cas d'un champ électrostatique, il est caractérisé par sa valeur, mais aussi sa direction et son sens.

Le champ électrostatique est noté E. Il traduit l'effet de la force de Coulomb F exercée par des charges électriques présentes dans une région de l'espace sur une charge, qui a pour expression:

F=q.E

Un champ éléctrique, dans un condensateur est dit uniforme si, en tout point de l'espace considéré, il conserve :

-Le même sens,

-La même direction,

-La même valeur.

Les lignes de champ sont donc parallèles.

Représentation d'un champ éléctrique uniforme.

 

 

 

Le condensateur est un composant électronique qui peut être comparé à un réservoir d'énergie. Il est constitué de deux armatures métalliques séparées par un isolant. Lorsqu'on applique une tension à ses bornes, l'isolant est soumis à cette tension et accumule de l'énergie électrostatique. Il accumule aussi une charge électrique.

Représentation simplifiée d'un condensateur.

A l'intérieur d'un condensateur, il existe un champ éléctrique uniforme tel que :

-E est perpendiculaire aux plaques,

-E est dirigé du "+" vers le "-" (sens des potentiels décroissants)

-Sa valeur est égale à E= U.d-1             avec U en V, d en m et E en V.m-1

Champ éléctrique dans un condensateur

 

le dipôle (R;C)

Un circuit (R;C) est un circuit électrique, composé d'une résistance et d'un condensateur montés en série ou en parallèle. Lorsqu'on applique une tension électrique aux bornes d'un condensateur, il se charge. Une fois chargé, il conserve une charge électrique sur ses armatures même lorsqu'on le débranche, qu'on le met hors tension : il se comporte comme un réservoir de charges électriques. Si on relie les deux bornes d'un condensateur chargé par un fil électrique il se décharge immédiatement ; il ne faut donc pas toucher les deux bornes d'un condensateur chargé (il y a un risque de choc électrique).

 

circuit (R;C): 

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On appelle échelon de tension le passage brutal de la tension d'une valeur nulle à une valeur non nulle. Analysons la valeur de la tension aux bornes du condensateur au cours du temps:

 

 

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Vérifions l'homogénéité de la solution :

 

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Cette échelle de tension est positive, le champ électrique aux bornes du condensateur augmente donc au cours du temps. On a la représentation graphique suivante: 

 

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effet d'un champ électrostatique sur une bougie

 

Le champ électrostatique met en mouvement toute charge entre les deux bornes du condensateur. Or, les flammes sont gorgées de charges électriques. Le champ produit entre les deux armatures va donc faire vaciller la flamme et générer ce qu'on appelle un vent électrique. C'est lui qui va "souffler" la flamme en l'éloignant brusquement du matériau qui lui sert de combustible. Or, sans combustible, le triangle de feu est brisé, donc il s'éteint.

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 Le champ électrique provoque le déplacement des particules chargées qui sont en nombre considérable dans le feu. En se déplaçant, ces particules entrent en collision avec les particules neutres qu'elles entraînent dans leur mouvement. Cette circulation (vent électrique) ôte le combustible du comburant, le triangle de feu étant brisé, le feu s'éteint.