Menu

Électricité
Courant électrique

Quelle est la loi de Coulomb ? Exemples et formule

Quelle est la loi de Coulomb ? Exemples et formule

La loi de Coulomb est une loi qui définit la force exercée par un champ électrique sur une charge électrique. Il s'agit de la force agissant entre les objets chargés électriquement, et est définie de manière opérationnelle par la valeur de l'interaction entre deux charges électriques ponctuelles stationnaires dans le vide.

La loi de Coulomb stipule : « La force électrique d'attraction ou de répulsion entre deux charges est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.

Cette force est appelée force de Coulomb et a été décrite par En physique, la force de Coulomb, décrite par Charles-Augustin de Coulomb.

Charles-Augustin de Coulomb a inventé la balance de torsion pour mesurer l'attraction magnétique et électrique. Cet instrument est capable de mesurer le couple résultant de l'application d'une ou plusieurs forces sur vos bras.

Formule de la loi de Coulomb

La force de Coulomb peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :

Formule de la loi de Coulomb

Où:

  • F est la force coulombienne exprimée en Newtons (N).

  • q 1 est la première charge ponctuelle exprimée en Coulombs (C).

  • q 2 est la deuxième charge ponctuelle (C).

  • r est la distance entre deux charges ponctuelles exprimée en mètres (m).

  • k C  est une constante électrostatique dont la valeur est d'environ 8,988 × 10 9 N · m 2 · C -2

Dessin de la force entre deux charges électriques

Toutes les variables décrites dans cette définition correspondent au système international d'unités.

Si le signe de la force est positif, cela signifie que la force est répulsive. Si au contraire elle est négative, la force est attractive.

De la formule, nous pouvons tirer plusieurs conclusions que la force est directement proportionnelle au produit des charges électriques q 1 et q 2

Exemples de la loi de Coulomb

La loi de Coulomb s'applique chaque fois que des charges électriques et des champs électriques sont impliqués. Quelques exemples dans la vie de tous les jours :

  • Un électro-aimant : La force qu'un électro-aimant génère lorsqu'un courant le traverse.

  • Moteurs électriques : la force des moteurs électriques provient de l'interaction des charges électriques.

  • Atomes : les noyaux atomiques sont constitués de particules positives qui exercent une force répulsive. Les obligations nucléaires doivent compenser ces forces.

  • Ballon chargé d' électricité électrostatique : si on frotte une montgolfière avec un pull en laine, certains électrons du pull vont au ballon. Si nous plaçons le ballon sur le toit, il ne tombe pas, car les électrons en excès (chargés négativement) exercent une force d'attraction sur les protons (chargés positivement) des atomes sur le toit.

Exercice sur l'application de la loi de Coulomb

Déterminer la force électrique entre deux sphères chargées de 1 C chacune, placées à une distance de 1,0 cm.

Réalisation de l'exercice

Deux charges électriques ponctuelles sont placées à une distance de 1 cm l'une de l'autre.

On veut déterminer la force électrique qui s'établit entre les deux charges électriques, sachant que chaque charge a une intensité égale à 1 C.

On applique directement la loi de Coulomb :

Dans lequel:

Q1 = Q2 = Q = 1 C = 10 -6 C.

r = 1,0 cm = 10 -2 m

En remplaçant la formule on a :

F = 8,988 · 10 9 · (10 -6 · 10 -6 ) / 10 -2 = 89,88 N

Auteur :

Date de publication : 17 septembre 2021
Dernier examen : 17 septembre 2021