Exam 2

Question 1

Décrit le comportement d’une charge + dans un champ électrique :

Answer 1

Elle suit les lignes de champ électrique d’où le potentiel électrique est le plus élevé vers le potentiel électrique faible.

Question 2

Qu’est-ce qu’une équipotentielle?

Answer 2

Surface qui relie des points qui possèdent tous le même potentiel.

Question 3

Quels sont les 3 liens entre les lignes de champ électriques et les équipotentielles?

Answer 3

• Lignes sont perpendiculaires aux équipotentielles
• Plus les équipotentielles sont rapprochées, plus le champ électrique a un module élevé
• Champ pointe toujours des potentiels élevés aux potentiels faibles

Question 4

Décrire le flux électrique

Answer 4

Le flux du champ électrique à travers une surface . Proportionnel au nombre de lignes de champ passant par cette surface. Plus symétrique = plus facile à calculer. DANS UN CHAMP UNIFORME : Φ = EAcosθ

Question 5

Orientation du vecteur dA?

Answer 5

Le vecteur dA est orientée selon la direction de la normale sortant de la surface (Donc flux sortant = positif et flux entrant = négatif).

Question 6

Pourquoi le flux total est-il nul si la surface total n’entoure pas la charge?

Answer 6

Pas de charge = pas de flux PARCE QUE Toutes les lignes de champ qui entrent dans la surface en ressortent

Question 7

Étapes pour le théorème de Gauss :

Answer 7

Choisir surface de Gauss ayant la même symétrie que la distribution de charge. Calculer l’aire. Déterminer la charge nette à l’intérieur de la surface de Gauss. Formule.

Question 8

Les charges extérieures d’une surface fermé contribuent t-elles au champ électrique de la surface? Flux?

Answer 8

Oui, mais elles ne contribuent pas au flux

Question 9

Dans l’équation de l’énergie potentielle électrique, le V et le E dependent des :

Answer 9

charges sources

Question 10

Comportement d’une charge negative dans un champ uniforme :

Answer 10

Énergie potentielle décroit, car la charge va vers des potentiels croissants.

Question 11

Équation pour : charge cible q qui est libre de se déplacer dans le potentiel qui correspond à un champ électrique quelconque

Answer 11

ΔU = Ue = qΔV (force non conservative)

Question 12

Une charge negative se déplace en chute libre d’un potentiel Va de 0V vers un potentiel Vb de 6V. Décrire son énergie potentielle :

Answer 12

Ue = qΔV ou q est négatif et ΔV est positif, donc Ue est négatif.

Question 13

Quels sont les deux cas où ΔK=0?

Answer 13

1) La force de l’agent extérieur équilibre la force électrique et le déplacement est une portion d’un movement à vitesse constante (Ka = Kb)
2) On prend la charge q et on la place à un endroit ce qui sous entend qu’elle était au repos au début et à la fin (Ka = Kb = 0)

Question 14

Si on ‘soulève’ une charge positive d’un potentiel moins élevé à un potentiel plus élevée, qu’est-ce qui se passe avec l’énergie? Si l’on déplace q le long d’une surface équipotentielle?

Answer 14

Énergie mécanique total augmente , puisque le système emmagasine de l’énergie potentiel (k+qV augmente). Équipotentielle , puisque Va=Vb, le travail requis Wext=0.

Question 15

Dans l’équation ΔV= ±Ed, quand l’équation est-elle positive? Quelle est le module du champ dans un condensateur plan?

Answer 15

Signe positif lorsque le déplacement est orienté dans le sens opposé au champ
Condensateur plan : E = ΔV/d, puisque champ est uniforme.

Question 16

Pourquoi le potentiel des armatures est-il le même que celui de la borne auquel il est relié dans un condensateur?

Answer 16

Il n’y a pas de différence de potentiel dans le matériau d’un conducteur à l’équilibre électrostatique. Donc, la différence de potentiel aux bornes de la pile est la même que celle aux bornes d’un condensateur.

Question 17

Pourquoi les charges restent sur les armatures, si la pile est connecté?

Answer 17

Maintenues par leur attraction mutuelle.

Question 18

Qu’est-ce que la capacité?

Answer 18

Quantité de charges qu’un condensateur peut accumuler par unité de différence de potentiel entre les armatures. Donc un rapport qui ne change pas (ex : si on double ΔV, Q double) .

Question 19

Si on rapproche les armatures pendant qu’un condensateur est branché :

Answer 19

ΔV demeure constant, mais le champ augmente (E=Q/ε0A). Par contre, E peut seulement augmenter si Q augmente ¨donc la pile achemine de la charge supplémentaire pour respecter (Q/ΔV)∝(1/d)

Question 20

Description de la charge entre deux condensateurs :

Answer 20

Lorsqu’un électron passe d’une armature à l’autre, elle engender un trou d’électron. Ainsi, la charge est toujours inverse.

Question 21

Quelle est la différence entre un diélectrique et un isolant?

Answer 21

Bon isolant : Ne contient pas de charges libres

Bon diélectrique : Les charges liées peuvent se polariser facilement.

Question 22

Quel est l’avantage de la rigidité électrique qui résulte de l’utilisation d’un diélectrique?

Answer 22

Augmente la différence de potentiel critique à laquelle une décharge se produit entre les armatures (claquage)

Question 23

Pourquoi un diélectrique est-il induit quand il est placé entre les armatures d’un condensateur?

Answer 23

Le champ électrique produit par les charges sur les armatures déplace les charges positives et négatives de chaque atome en des sens opposés ce qui induit une multitude de petits dipôles. Les dipôles deviennent des sources de champs électriques.

Question 24

Qu’est-ce que τ?

Answer 24

Constante du temps, τ=RC, peut être appliqué même si la valeur initiale n’est pas celle à t=0.

Question 25

Circuit RC : Pourquoi le courant fait-il chuter la valeur de Q et ΔV dans le condensateur quand il n’est plus connecté à la pile?

Answer 25

La partie ‘RC’ devient comme un conducteur. Il cherche à rétablir son équilibre électrostatique, en faisant que le potentiel en chacun de ses points est pareil.

Question 26

Description de la décharge d’un condensateur? De sa charge?

Answer 26

Décharge : Le condensateur fournit de l’énergie, alors que la résistance dissipe
Charge : condensateur retire/emmagasine de l’énergie

Question 27

Que vaut Qmax dans l’équation Q(t) =Qmax (1 - e^(-t/RC)?

Answer 27

Qmax = CΔVcmax

Question 28

Que se passe t-il lorsqu’on relie un condensateur à un autre condensateur en agençant les signes contraires?

Answer 28

Le déplacement des charges élimine l’une des 2 charges. Ensuite la charge qui reste se redistribue pour que la différence de potentiel soit la même pour les 2 condensateurs (équilibre).

Question 29

Que se passe t-il lorsqu’on relie un condensateur à un autre condensateur en agençant les mêmes signes?

Answer 29

Tout le haut et tout le bas du circuit formé des 2 condensateurs deviennent des équipotentielles à l’équilibre. Une quantité de charge est donc acheminée de C1 à C2 pour que la différence de potentiel soit la même.

Question 30

Cavité : décrire la charge sur la surface de la cavité et sur la surface extérieur du conducteur en presence d’une charge Q :

Answer 30

La charge Q induit une charge -Q à l’intérieur de la cavité. Pour respecter E=0 dans un conducteur, la surface extérieur acquiert une charge +Q

Question 31

Caractéristiques de l’état d’équilibre électrostatique?

Answer 31

Champ électrique à l’intérieur du métal est nul
Toute charge nette est située à sa surface
E est nul ds une cavité (s’il ny a pas de Qnette)
Grandeur du champ électrique près d’un condensateur est proportionnel à sa densité surfacique local de charge.