[Tle]Condensateurs

[marie123]

Bonjour!
J'aurais besoin de votre aide pour comprendre un truc qui m'échappe sur les condensateurs... Pourquoi l'énergie potentielle emmagasinée par le condensateur est-elle égale au travail électrocinétique reçu? Ah et autre chose, étant en Terminale, je suis censée admettre que la charge est la même sur les 2 armatures du condensateur à tout instant ou je dois comprendre le pourquoi de la chose?^^
Merci d'avance...

[S@m]

Bon heu j'ai un peu oublié tout ça donc je vais pas me risquer de te répondre, mais je te remercie d'avoir mis ta classe :id:

[Accordiola1]

Pourquoi l'énergie potentielle emmagasinée par le condensateur est-elle égale au travail électrocinétique reçu?

Je suit en terminal, je suis pas mauvais en physique, mais la j'ai jamais vus ça...

je suis censée admettre que la charge est la même sur les 2 armatures du condensateur à tout instant ou je dois comprendre le pourquoi de la chose?

Nous (en sti génie mécanique) on doit l'admettre :happy2:

Pour les autres sections je ne sait pas.

[Dominique Lefebvre]

Pourquoi l'énergie potentielle emmagasinée par le condensateur est-elle égale au travail électrocinétique reçu?

La terminologie "travail électrocinétique" est peu employée! Où as tu trouvé ça?

Pour répondre à ta question, il faut revenir aux concepts de base:

- la force de Coulomb, qui fait que les charges de signe opposé s'attirent et celles de signe égal se repoussent, est une force conservatrice, comme la force gravitationnelle (cela vient de leur forme en 1/r^2). Elle dérive donc d'un potentiel, qu'on appelle potentiel électrique.

- une particule chargée créé un champ électrique. mathématiquement, ce champ dérive du potentiel.

- imaginons que l'on veuille approcher un électron d'une particule chargée négativement. Les deux corps se repoussent. Il faut donc déployer une certaine énergie et un certain travail pour les rapprocher, afin de vaincre la résistance due à la force de Coulomb. En se rapprochant, la particule acquière une énergie potentielle électrique, comme une masse acquière une énergie potentielle quand on la soulève dans le champ de pesanteur terrestre.

- il existe une relation simple entre ces grandeurs. On peut démontrer (mais pas au lycée) que le potentiel V = Ep/q , c'est à dire l'énergie potentielle électrique divisée par la charge.

- Imaginons maintenant que tu prennes une particule chargée q et que tu veuilles la déplacer contre un champ électrique E du point A au point B. "Contre le champ" signifie que le potentiel du champ électrique est plus grand en B qu'en A. On va déplacer cette charge doucement (pour pouvoir négliger l'accélération) et sur une petit distance dl de telle sorte qu'on puisse considérer le champ comme à peu près constant sur le déplacement (la justification de ces approximations n'est pas au programme du lycée) .
Pour déplacer la charge, tu vas exercer une force sur la particule (la force de Coulomb). Tu sais calculer le travail d'une force, non! dW = F*dl. Or on sait que F = -qE. Et donc dW = -qE*dl.
On sait aussi que dW = dEp, où dEp est l'énergie potentielle électrique acquise dans le déplacement élémentaire dl.
Sachant que dV = dEp/q, on arrive à la relation fondamentale : dV = -Edl.

On intègre cette équation sur le chemin à parcourir entre A et B (pas au programme du lycée) et l'on obtient la loi recherchée: la différence de potentiel entre A et B est égale au travail effectué contre le champ , pour déplacer une charge q du point A au point B ou DeltaV = W/q

C'est vrai pour une charge, tu étends le raisonnement à toutes les charges d'un condensateur, et tu obtiens la réponse à ta question.
Pour ce faire, il faut remarquer que dans un condensateur, tu amènes une charge +Q sur une armature et une charge -Q sur l'autre armature. Cette accumulation de charges nécessite un travail (voir ci-dessus) et provoque un potentiel V = Q/C.
L'énergie potentielle électrique d'un condensateur est donc Ep= (1/2)QV ou Ep = (1/2)CV^2.

Ah et autre chose, étant en Terminale, je suis censée admettre que la charge est la même sur les 2 armatures du condensateur à tout instant ou je dois comprendre le pourquoi de la chose?^^
Merci d'avance...

C'est directement lié à la loi d'attraction/répulsion des charges en fonction de leur signe. Pour que l'équilibre de charges soit respecté, il faut qu'il y ait le même nombre de charges sur les deux armatures. On peut le calculer, mais les outils mathématiques ne sont pas disponibles en terminale.

[marie123]

Merci beaucoup pour vos explications, je crois avoir tout compris!
Ah et pour le terme "électrocinétique", je l'ai sorti de mon cours, qui a été fait par un stagiaire venu de l'ENS Cachan!... Mais je crois que mon professeur lui-même aussi emploie encore ce mot-là...

[Dominique Lefebvre]

Merci beaucoup pour vos explications, je crois avoir tout compris!
Ah et pour le terme "électrocinétique", je l'ai sorti de mon cours, qui a été fait par un stagiaire venu de l'ENS Cachan!... Mais je crois que mon professeur lui-même aussi emploie encore ce mot-là...

ENS, je comprends mieux... Le terme n'est pas faux. Il est même parfaitement exact dans la mesure où l'électrocinétique est l'étude du déplacement des particules chargées... Il est simplement peu employé. Généralement on se limite au mot travail, le contexte précisant quelle force travaille...

Mais si ton prof l'emploit, fais comme ton prof le demande! C'est plus sur...