Qu'est-ce qu'un champ électrique?

Un champ électrique peut être considéré comme la sphère d'influence d'un objet chargé électriquement.Tout ce qui a une charge électrique affectera et sera affecté par d'autres corps chargés.Si deux objets chargés sont placés suffisamment près les uns des autres, chacun connaîtra une force mesurable agissant sur elle.Le champ est théoriquement infini, mais son ampleur diminue avec la distance de la source selon la loi carrée inverse.Cela signifie que si la distance est doublée, la force du champ est divisée par quatre, et à trois fois la distance, la force est divisée par neuf, etc.;Le champ devient donc négligeable à de grandes distances.

Étant donné qu'une charge électrique peut être positive ou négative, le champ électrique est un champ vectoriel, ce qui signifie qu'il a une direction ainsi qu'une ampleur.Deux objets chargés électriquement subiront une force répulsive s'ils ont le même type de charge et une force d'attraction s'ils ont différents types de charge.La force ressentie par un objet chargé dans un champ électrique peut être calculée comme f ' eq, où f est la force dans les newtons, E est le champ électrique en volts par mètre (v / m) et Q est la charge en coulombs.Cette équation peut être réorganisée pour donner la force du champ, E, en volts par mètre: E ' f / q.Ces exemples s'appliquent à de petits objets en forme de ponctuel;Pour les corps plus complexes ou multiples, les calculs sont plus compliqués.

La direction d'un champ électrique est définie comme la direction dans laquelle la force électrique serait ressentie par un objet avec une charge positive placée dans le champ.Ainsi, le champ indiquerait une charge positive et vers une charge négative, car les charges comme les charges se repoussent et contrairement aux charges s'attirent.Dans le cas de deux corps avec le même type de charge, chacun connaîtrait une force mdash;calculable par l'équation f ' eq mdash;Dirigé loin de l'autre objet.À l'inverse, pour deux corps de charmes opposés, chacun éprouverait une force dirigée vers l'autre objet.

Une ligne de champ électrique peut être tracée avec une flèche pointant d'une charge positive et pointant vers une charge négative.Ainsi, un objet chargé positivement serait représenté avec des lignes de champ pointant dans toutes les directions, et un objet chargé négativement de lignes de champ convergeant dessus.Ceci, cependant, n'est qu'une convention et n'indique pas qu'il y a quelque chose de physique pointant dans une direction particulière.

Le concept d'un champ électrique tel que décrit ci-dessus fait partie de la physique «classique».La description classique fonctionne bien pour les applications quotidiennes, mais n'explique pas ce qui se passe réellement lorsque les objets chargés s'attirent ou se repoussent.Une branche de la théorie quantique connue sous le nom d'électrodynamique quantique (QED), tente de le faire en termes d'échange de photons, les porteurs de la force électromagnétique.