Le potentiel électrique: Calculateur en ligne, définition, unité et formule
Calculateur du potentiel électrique
Le potentiel électrique
Le potentiel électrique V généré par un ensemble de charges Qi à un point P de l’espace correspond à l’énergie potentielle électrique Ue partagée par les charges Qi avec une charge q situé au point P divisée par la charge q elle-même.
Lorsqu’une charge q est située au point P, l’énergie quelle partage avec son environnement sera le produit du potentiel électrique V évalué au point P multiplié par la charge q :
V = Ue/ q ou Ue = q.V
Avec :
- V : Potentiel électrique évalué à l’endroit où la charge q est située en volt (V)
- Ue : Énergie potentielle électrique entre la charge q et les charges Qi en joule (J)
- q : Charge de la particule située dans le potentiel électrique en coulomb (C)
Potentiel électrostatique créé par une charge ponctuelle
Le potentiel électrique V généré par une charge ponctuelle q décroît en fonction de la distance r qui sépare la charge q de l’endroit P où le potentiel électrique est évalué :
V=K.\frac{q}{r} =\frac{1}{4\pi \varepsilon }\frac{q}{r}Avec :
- V : Potentiel électrostatique produit par la charge q en volt(V)
- q : Charge qui produit le potentiel électrique en coulomb (C)
- r : Distance entre la charge Q et le point P en mètre (m)
- k : Constante de la loi de Coulomb, k = 00,9 ×109 N ⋅ m2/C2
- ε : la permittivité du milieu en farads par mètre (F/m)
Une charge test placée au point P aura une énergie potentielle U = q.V du fait de la présence de la charge source. Un potentiel électrostatique est toujours défini à une constante près. On prend souvent cette constante nulle à l’infini mais cela n’est pas le seul choix possible. Suivant le type de situation, on prend la constante qui permet de simplifier les calculs.
Le potentiel électrostatique est un champ scalaire, c’est une fonction du point de l’espace. On constate de plus que le potentiel électrostatique d’une charge ponctuelle est à symétrie sphérique, il ne dépend que de r.
Suivant le signe de la charge, le potentiel décroît ou croît suivant que l’on s’éloigne ou que l’on se rapproche de la charge. Mais dans tous les cas, le potentiel décroît dans la direction du champ électrostatique et croît dans la direction opposée.
Remarque :
- L’avantage de définir un potentiel électrique est qu’in ne dépend que du champ électrique crée par les charges sources et non de la charge d’essai q.
- Il est souvent plus facile d’analyser une situation physique à partir du potentiel électrique (scalaire) qu’à partir du champ électrique (vecteur).
Unité du potentiel électrique
Unité S.I. pour le potentiel électrique : le volt (V)
Si Ep élect = 1 J et si q = 1 C, alors V = 1 J/C = 1 volt = 1 V
Différence de potentiel électrique = tension électrique
Lorsqu’une charge se déplace d’un point initial A de potentiel Vi = VA vers un point final B de potentiel Vf = VB, alors la différence de potentiel entre le point final et le point initial est :
ΔV = Vf – Vi
Une différence de potentiel est encore appelée tension électrique.
Souvent une parle de la tension électrique aux bornes d’un appareil électrique
Voir aussi :
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