Différence de potentiel entre deux points

Comprendre la Différence de potentiel entre deux points

Une expérience en laboratoire est mise en place avec deux plaques parallèles chargées, l’une positive et l’autre négative, séparées par une distance fixe, générant ainsi un champ électrique uniforme entre elles.

L’objectif de cette expérience est de calculer la différence de potentiel entre deux points situés entre ces plaques pour comprendre comment le champ électrique influence le potentiel électrique dans un système contrôlé.

Données fournies:

• Intensité du champ électrique uniforme, \( E \): 200 N/C
• Distance entre les plaques, \( d \): 10 cm
• Position du point \( A \): 3 cm de la plaque positive
• Position du point \( B \): 7 cm de la plaque positive.

Questions:

1. Déterminez la différence de potentiel entre les points A et B.

2. Expliquez l’influence du champ électrique sur la différence de potentiel.

Correction : Différence de potentiel entre deux points

1. Déterminer la différence de potentiel entre les points \(A\) et \(B\)

Calcul de la distance \(\Delta x\) entre \(A\) et \(B\)

• Position du point \(A\) par rapport à la plaque positive : 3 cm
• Position du point \(B\) par rapport à la plaque positive : 7 cm

Calcul de \(\Delta x\) (la distance entre \(A\) et \(B\)) :

\[ \Delta x = \text{Position de } B – \text{Position de } A \] \[ \Delta x = 7 \text{ cm} – 3 \text{ cm} \] \[ \Delta x = 4 \text{ cm} \]

Conversion de \(\Delta x\) en mètres

\(\Delta x\) doit être converti en mètres pour utiliser la formule de la différence de potentiel avec des unités cohérentes :

\[ \Delta x = 4 \text{ cm} \times \frac{1 \text{ m}}{100 \text{ cm}} \] \[ \Delta x = 0.04 \text{ m} \]

Calcul de la différence de potentiel \(\Delta V\)

• Intensité du champ électrique \(E\) : 200 N/C
• Utilisation de la formule de la différence de potentiel \(\Delta V = -E \cdot \Delta x\) :

\[ \Delta V = -200 \text{ N/C} \times 0.04 \text{ m} \] \[ \Delta V = -8 \text{ V} \]

Le signe négatif indique que le potentiel électrique diminue en se déplaçant de \(A\) à \(B\) dans la direction du champ électrique.

Résultat:

La différence de potentiel entre \(A\) et \(B\) est de \(-8\) V, ce qui signifie que \(B\) est à un potentiel plus élevé de 8 V par rapport à \(A\).

2. Expliquer l’influence du champ électrique sur la différence de potentiel

Interprétation de la différence de potentiel:

– Dans un champ électrique uniforme, la différence de potentiel entre deux points est directement proportionnelle à la distance entre ces points et à l’intensité du champ électrique.

– La relation est donnée par \(\Delta V = -E \cdot \Delta x\), où le signe négatif indique que le potentiel électrique diminue dans la direction du champ électrique.

Conséquences pratiques:

– Le potentiel à \(B\), étant à 7 cm de la plaque positive et donc plus éloigné que \(A\) (à 3 cm), est plus élevé que celui à \(A\). Cela est dû à l’influence du champ électrique qui diminue le potentiel électrique à mesure qu’on s’approche de la plaque positive.

– Cette observation est cruciale pour comprendre comment les forces électrostatiques agissent sur les charges dans un champ électrique, et elle est fondamentale pour les applications pratiques comme le design de dispositifs utilisant des champs électriques.

Différence de potentiel entre deux points

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