4 exemples de problèmes de flux électrique
1. champ électrique de 8000 N/C perpendiculaire à une surface carrée d'une aire de 10 m²2. Déterminer flux électrique qui traverse la surface carrée !
Discussion
Il est connu que :
Champ électrique (E) = 8000 N/C
Surface (A) = 10 m2
θ = 0o (les lignes de champ électrique coïncident avec les lignes normales)
Demandé: Flux électrique (Φ)
Répondre :
Formule du flux électrique :
Φ = EA cos θ
Description : Φ = flux électrique (Nm)2/C), E = champ électrique (N/C), A = surface (m²)2), θ = angle entre la ligne de champ électrique et la ligne normale (la ligne perpendiculaire à la surface).
L'amplitude du flux électrique :
Φ = EA cos θ = (8 000)(10)(cos 0) = (8 000)(10)(1) = 80 000 = 8 x 10 4 Nm 2 /C
2. Un champ électrique de 5000 N/C traverse une surface carrée et forme un angle de 60°.o par rapport à la normale. L'aire de la surface du carré est de 2 m².2Déterminez le flux électrique à travers la surface carrée !
Discussion
Il est connu que :
Champ électrique (E) = 5000 N/C
Surface (A) = 2 m2
θ = 60o
Demandé: Flux électrique (Φ)
Répondre :
Flux électrique :
Φ = EA cos θ = (5 000)(2)(cos 60) = (5 000)(2)(0,5) = 5 000 = 5 x 103 Nm2/C
3. Un champ électrique de 4000 N/C traverse la surface d'un bloc, comme illustré ci-dessous. Ce bloc mesure 2 mètres de long, 1 mètre de large et 1 mètre de haut. Déterminez le flux électrique qui le traverse.
Discussion
Il est connu que :
Champ électrique (E) = 5000 N/C
Surface (A) = 2 m2
Demandé: Flux électrique (Φ)
Répondre :
Flux électrique à travers le bloc
D'après l'image, les lignes de champ électrique colorées en rouge sont perpendiculaires à la surface du bloc de sorte qu'elles coïncident avec la ligne normale (formant un angle de 0 ° ), tandis que les autres lignes de champ électrique sont parallèles à la surface de sorte qu'elles sont perpendiculaires à la ligne normale (formant un angle de 90 ° ).
Les lignes de champ électrique rouges pénètrent dans le bloc mais s'en éloignent. Lorsqu'elles pénètrent dans le bloc, c'est comme s'il y avait une charge négative à l'intérieur, et le flux électrique est donc négatif. Inversement, lorsqu'elles s'en éloignent, c'est comme s'il y avait une charge positive à l'intérieur, et le flux électrique est donc positif. Les lignes de champ électrique entrant dans le bloc sont identiques à celles qui en sortent ; le flux électrique résultant est donc nul.
4. Une balle a un rayon de 0,5 mètre et une charge électrique de 10 μC est présente en son centre. Déterminez le flux électrique à travers la balle.
Discussion
Il est connu que :
Le rayon de la balle (r) = 0,5 mètre
Charge électrique (Q) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Demandé: Flux électrique (Φ)
Répondre :
Champ électrique :
E = kq/r2
E = (9 x 109 Nm2/C2)(10 x 10-6 C) / 0,52
E = (90 x 103) / 0,25
E = 360 x 103
E = 3,60 x 105 N / C
Surface de la sphère :
A = 4 π r 2 = 4 (3,14)(0,5) 2 = (12,56)(0,25) = 3,14 m 2
Flux électrique :
Les lignes de champ électrique sont perpendiculaires à la surface et coïncident avec la normale, de sorte que l'angle formé est de 0°.o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 105)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 x 105) (1)
Φ = 11,304 x 105
Φ = 1,13 x 106 Nm2/C
