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@@ -4,9 +4,9 @@ Les forces électriques sont omniprésentes dans notre vie de tous les jours.
Elles permettent d'allumer des ampoules, de faire fonctionner les
ordinateurs, de faire tourner des moteurs, ... Elles sont aussi
responsables des interactions inter-atomiques pour que des amas d'atomes
-formes des solides ou les liquides. En réalité un certain nombre des
+forment des solides ou les liquides. En réalité un certain nombre des
forces que nous avons considéré dans le chapitre précédent sont
-le résultat des interactions électrique au niveau atomique (la force de
+le résultat des interactions électriques au niveau atomique (la force de
frottement par exemple).
## L'électricité statique et la conservation de la charge électrique
@@ -14,9 +14,9 @@ frottement par exemple).
Lorsqu'on frotte un ballon de baudruche contre sa tête, on constate
que les cheveux ont tendances à rester attachés au ballon
plutôt que de tomber vers le sol sous l'effet de la gravité.
-On dit aujourd'hui que les cheveux se dresse sous l'effet de l'**électricité statique**.
-En réalité sous l'effet du frottement le ballon comme les cheveux deviennent "chargés":
-il possèdent une **charge électrique**.
+On dit aujourd'hui que les cheveux se dressent sous l'effet de l'**électricité statique**.
+En réalité, sous l'effet du frottement, le ballon comme les cheveux deviennent "chargés":
+ils possèdent une **charge électrique**.
Il existe *deux* types de charges électriques: la charge *positive* et la charge *négative*.
Des objets possédant une charge de *même* type ont tendance à se repousser,
@@ -28,7 +28,7 @@ négativement un objet. Ainsi, on dit qu'une baguette en verre est chargée *pos
alors qu'une baguette en plastique est chargée *négativement*. Ce choit est totalement arbitraire
et a été choisi par B. Franklin (au 18e siècle) qui a été un des premiers à faire ce type d'expériences.
-Avant de frotter ses cheveux contre un ballon et de rendre les cheveux et le ballon chargé,
+Avant de frotter ses cheveux contre un ballon et de rendre les cheveux et le ballon chargés,
on constate qu'il n'y a pas d'attraction particulière entre ces deux objets. Cela signifie
que ni l'un ni l'autre ne sont chargés. En fait le frottement va donner une charge
*égale et opposée* à chaque objet.
@@ -37,11 +37,11 @@ Cela est une conséquence de la loi de la conservation de la charge électrique
* La charge totale produite par un processus est nulle,
-ou en d'autre termes
+ou en d'autres termes
* Aucune charge ne peut être créée ou détruite.
-En pratique cela signifie que si une région de l'espace acquière une charge positive
+En pratique cela signifie que si une région de l'espace acquière une charge positive,
une autre région aura acquis dans le même temps la même charge mais négative.
---
@@ -63,7 +63,7 @@ La conservation de l'énergie, de la masse, de la quantité de mouvement, ...
## La charge électrique dans les atomes
Un modèle simplifié d'un atome postule qu'un atome possède un noyau chargé positivement (composé de
-protons et de neutrons, ces derniers n'ont pas de charge) autour duquel tournent les électrons chargés négativement (voir @fig:bohr). Les protons ont exactement la même charge électrique que les électron
+protons et de neutrons, ces derniers n'ont pas de charge) autour duquel tournent les électrons chargés négativement (voir @fig:bohr). Les protons ont exactement la même charge électrique que les électrons
mais inversée. Ainsi les atomes n'ont pas une charge nette.
![Illustration du modèle de l'atome de Bohr. Source:
@@ -73,21 +73,21 @@ width=40%}
Sous l'effet du frottement (entre autres) un atome peut perdre ou gagner des électrons.
Il devient ainsi positivement ou négativement chargé (respectivement),
et est appelé un *ion*. Les atomes dans un solide ont une structure
-cristalline (ils ne peuvent quasiment pas bouger). De plus dans des isolants
+cristalline (ils ne peuvent quasiment pas bouger). De plus, dans des isolants,
les électrons sont également fortement attachés à leurs noyaux, alors que dans
-des conducteurs ils sont libres de se mouvoir à la surface du solide. Ainsi,
+des conducteurs, ils sont libres de se mouvoir à la surface du solide. Ainsi,
lorsqu'on frotte un isolant (un ballon) avec un autre isolant (les cheveux),
des électrons sont transférés de l'un vers l'autre ce qui conduit
-à un transfère net de charge. Cette charge nette ne dure pas indéfiniment
+à un transfère net de charge. Cette charge nette ne dure pas indéfiniment,
car les électrons en trop sont diffusés dans l'air, attirés par les molécules d'eau
en général.
## Isolants et conducteurs
-Si nous sommes en présence de deux objets métalliques. Un chargé électriquement
-et un autre neutre et qu'on connecte les deux objets à l'aide
+Si nous sommes en présence de deux objets métalliques, un chargé électriquement
+et un autre neutre, et qu'on connecte les deux objets à l'aide
d'un fil métallique, on constate que l'objet non chargé devient rapidement chargé.
-A l'inverse si on connecte les deux objets métalliques avec
+À l'inverse, si on connecte les deux objets métalliques avec
un morceau de plastique, la charge de l'objet neutre ne changera pas.
Les objets métalliques sont de bons *conducteurs* d'électricité, alors que
@@ -97,27 +97,27 @@ les *semi-conducteurs*. Le silicium entre dans cette catégorie par exemple (le
Nous parlerons des semi-conducteurs plus tard dans ce cours.
La différence entre isolant et conducteur au niveau atomique est la suivante.
-Les électrons dans un isolant sont très fortement attachés au noyaux. Pour un conducteur
+Les électrons dans un isolant sont très fortement attachés au noyau. Pour un conducteur
en revanche, certains électrons ont un lien beaucoup plus faible avec le noyau
et peuvent se déplacer librement à la surface du matériau conducteur (mais pas s'en détacher).
Ces électrons sont appelés *électrons libres*. Ainsi, un matériau chargé qui entre en contact
-avec un conducteur, va avoir pour effet de déplacer les électrons de celui-ci.
-Si la charge est positive, les électrons se déplaceront vers le la charge,
-à l'inverse il s'en éloigneront si la charge est négative.
+avec un conducteur va avoir pour effet de déplacer les électrons de celui-ci.
+Si la charge est positive, les électrons se déplaceront vers la charge,
+à l'inverse ils s'en éloigneront si la charge est négative.
Pour en revenir à notre exemple du début de la section, lorsqu'un
conducteur neutre, $N$, est mis en contact avec un autre conducteur chargé positivement, $C$,
le conducteur $N$ deviendra également positivement chargé.
-En effet, lorsque $N$ et $C$ sont mis en contact les électrons de $N$
+En effet, lorsque $N$ et $C$ sont mis en contact, les électrons de $N$
sont attirés par la charge positive de $C$, et certains passeront de $N$ à
$C$, diminuant la charge nette de $C$ et augmentant la charge positive
de $N$, jusqu'à ce que $N$ et $C$ aient la même charge. Ce processus
-est appelé charge par *conduction* car les deux conducteurs sont en contact
+est appelé charge par *conduction*, car les deux conducteurs sont en contact
direct.
Si maintenant les deux objets sont rapprochés, mais sans être mis en contact. Les électrons libres ne vont pas quitter le conducteur $N$ pour rejoindre le conducteur $C$. En revanche, les électrons de $N$
seront attirés par le conducteur $C$ et se déplaceront en direction
-de $C$ créant ainsi deux zones à l'intérieure de $N$: une chargée négativement proche de $C$, et une positivement éloignée de $C$.
+de $C$, créant ainsi deux zones à l'intérieur de $N$: une chargée négativement proche de $C$, et une positivement éloignée de $C$.
Néanmoins, la charge nette de $N$ reste toujours la même,
c'est à dire nulle. Ce processus est appelé charge par *induction*.
@@ -135,9 +135,9 @@ la charge par induction?
Réponse (Charger un conducteur) #
Ce processus permet de charger un objet assez facilement.
-Pour ce faire, il faut connecter l'objet à l'aide d'un conducteur à la Terre[^8] (à l'aide d'un fil par exemple). Puis en utilisant la
-charge par induction les électrons vont quitter (ou pénétrer)
-le conducteur depuis la Terre. Puis il suffit de couper le
+Pour ce faire, il faut connecter l'objet à l'aide d'un conducteur à la Terre[^8] (à l'aide d'un fil par exemple). Puis, en utilisant la
+charge par induction, les électrons vont quitter (ou pénétrer)
+le conducteur depuis la Terre. Puis, il suffit de couper le
fil et le tour est joué.
---
@@ -160,21 +160,21 @@ De quoi dépend la force électrique à votre avis?
La force électrique a été étudiée par Charles Coulomb au 18e siècle
(1780 environ) à l'aide d'une *balance à torsion*. Cette balance
-est basée sur le même principe qu'une balance pour la gravitation mais
+est basée sur le même principe qu'une balance pour la gravitation, mais
adaptée à la force électrique (une vidéo décrivant l'expérience
peut se trouver [sur ce lien](https://bit.ly/3nOgZEN)).
Un axe avec une boule conductrice à une extrémité est suspendue
à un long fil très fin. Le dispositif est enfermé dans une cloche
-en verre limitant ainsi les courants d'air. Dans cette cloche
-on peut introduire un autre conducteur chargé. Lorsque les boules sont mises en contact, la charge est répartie entre les deux objet et ils se repoussent. Cette force induit une torsion du fil,
-et on peut ainsi mesurer l'amplitude de la force. Ainsi on peut mesurer
+en verre limitant ainsi les courants d'air. Dans cette cloche,
+on peut introduire un autre conducteur chargé. Lorsque les boules sont mises en contact, la charge est répartie entre les deux objet et ils se repoussent. Cette force induit une torsion du fil
+et on peut ainsi mesurer l'amplitude de la force. Ainsi, on peut mesurer
la torsion du fil sous l'effet de la force électrique.
En variant la distance de départ entre les charges, et en utilisant
plus d'objets, Coulomb a pu déterminer sa loi reliant la force électrique avec la distance et la charge.
Coulomb énonce que la force électrique
-entre deux object de charges $Q_1$, et $Q_2$, est proportionnelle au produit des charges en présence et inversément
+entre deux object de charges $Q_1$, et $Q_2$ est proportionnelle au produit des charges en présence et inversément
proportionnelle au carré de la distance, $r$, qui les sépare[^9].
Cela peut s'écrire sous la forme
$$
@@ -204,7 +204,7 @@ ainsi que de la force de $Q_1$ sur $Q_2$ et de $Q_2$ sur $Q_1$ dans les cas où:
---
-Si les deux charges ont le même signe la force est
+Si les deux charges ont le même signe, la force est
répulsive (la force éloigne les charges), si les deux charges ont un signe opposé, la force est attractive (la force attire les charges l'une vers l'autre).
---
@@ -311,7 +311,7 @@ L'équation de Coulomb s'applique à des charges **ponctuelles** ou au moins
la taille ds objets chargés est beaucoup plus faible que les distances entre les objets.
Cela permet de négliger la distribution des charges dans des objets qui pourrait être
non-uniforme. Par ailleurs, cette équation est valable quand les charges sont stationnaires
-car d'autres forces entre en jeu lorsque les charges sont en mouvement, mais cela
+car d'autres forces entrent en jeu lorsque les charges sont en mouvement, mais cela
dépasse le cadre de ce cours. Ici nous nous intéressons donc à **l'électrostatique**
et donc l'équation de Coulomb donne la **force électrostatique**.
@@ -350,7 +350,7 @@ $$
La loi de Coulomb décrit l'intéraction entre deux charges.
En présence de plusieurs charges, nous pouvons appliquer
-le *principe de superposition* et, comme nous l'avons fait
+le *principe de superposition*, et comme nous l'avons fait
pour la force de gravitation, et considérer les forces deux
par deux comme des vecteurs. Ainsi, si nous avons un système
de trois charges, $Q_1$, $Q_2$, et $Q_3$, la charge $Q_1$
@@ -478,7 +478,7 @@ on peut placer une charge $Q$ entre les deux pour qu'elle ne ressente aucune for
## Le champs électrique
Les forces habituelles que nous exerçons ou subissons tous les jours sont souvent dites
-de "contact". Ainsi lorsque notre main tiens un stylo, que nous donnons un coup de pied dans un ballon, ... il y a un contact direct entre les objets. La force de gravitation et la force électrique ne fonctionnent pas comme cela, elles agissent *à distance* sans que des objets se touchent. Cette notion est un peu compliquée à appréhender. On la représente à l'aide d'un **champs**. Le champs électrique s'exerce vers l'extérieur d'une charge, $Q$, dans toutes les directions et remplit tout l'espace (voir @fig:electric_field).
+de "contact". Ainsi, lorsque notre main tiens un stylo, que nous donnons un coup de pied dans un ballon, ... il y a un contact direct entre les objets. La force de gravitation et la force électrique ne fonctionnent pas comme cela, elles agissent *à distance* sans que des objets se touchent. Cette notion est un peu compliquée à appréhender. On la représente à l'aide d'un **champs**. Le champs électrique s'exerce vers l'extérieur d'une charge, $Q$, dans toutes les directions et remplit tout l'espace (voir @fig:electric_field).
{#fig:electric_field width=40%}