Chapitre 16
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Questions and Answers

Quel est le rapport entre la force électrostatique et la distance entre deux charges selon la loi de Coulomb?

  • Directement proportionnelle au carré de la distance
  • Inversement proportionnelle au carré de la distance (correct)
  • Inversement proportionnelle à la distance
  • Directement proportionnelle à la distance

    • Quelle est l'unité de mesure de la charge électrique?

  • Farad
  • Watt
  • Volt
  • Coulomb (correct)

    • Que se passe-t-il entre deux charges de même signe selon la loi de Coulomb?

  • Elles se repoussent (correct)
  • Elles ne subissent aucune force
  • Elles augmentent leur distance
  • Elles s'attirent

    • Quelle proportion a été mentionnée dans la définition de la force électrostatique entre deux charges électriques?

    <p>Proportionnelle au produit des charges</p> Signup and view all the answers

    Quelle charge élémentaire correspond à un électron?

    <p>-1.602 × 10−19 C</p> Signup and view all the answers

    Quelle formule représente la loi d’Ohm?

    <p>$V = R * I$</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la résistance équivalente en série de trois résistances de 5kΩ, 10kΩ et 15kΩ?

    <p>30kΩ</p> Signup and view all the answers

    Laquelle des affirmations suivantes à propos de la charge électrique est correcte?

    <p>Les neutrons n'ont pas de charge électrique.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe fondamental qui décrit la force d'interaction entre deux charges électriques?

    <p>La loi de Coulomb</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la résistance équivalente pour des résistances en parallèle de 10kΩ, 20kΩ et 20kΩ?

    <p>5kΩ</p> Signup and view all the answers

    Comment se comporte la résistance électrique dans un circuit en série?

    <p>La résistance totale est additive.</p> Signup and view all the answers

    Quel composant est essentiel pour qu'un circuit électrique fonctionne?

    <p>Une source de courant</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la formule pour déterminer la résistance équivalente en parallèle?

    <p>$R_{eq} = rac{1}{ rac{1}{R_1} + rac{1}{R_2} + rac{1}{R_3}}$</p> Signup and view all the answers

    Quel élément de l'atome est responsable de la charge négative?

    <p>Électron</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la résistance équivalente de la configuration suivante: R1=40kΩ, R2=20kΩ, R3=40kΩ en série?

    <p>80kΩ</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'ordre de grandeur de la masse d'un électron?

    <p>$9,109 × 10^{-31}$ kg</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité fondamentale pour mesurer la masse des particules atomiques?

    <p>Unité de masse anatomique (uma)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur de la résistance équivalente pour le circuit suivant avec R1=40kΩ, R2=20kΩ, R4=20kΩ et R3=40kΩ?

    <p>10kΩ</p> Signup and view all the answers

    Quel phénomène est décrit par le potentiel électrique?

    <p>Capacité d'un champ à effectuer un travail sur une charge</p> Signup and view all the answers

    Si le courant dans une résistance de 10 Ω est de 2 A, quelle est la tension aux bornes de cette résistance?

    <p>20 V</p> Signup and view all the answers

    Comment se forme un ion?

    <p>Par perte ou gain d'électrons</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les caractéristiques des dipôles en dérivation ?

    <p>Ils ont deux bornes communes.</p> Signup and view all the answers

    Quel énoncé décrit correctement la loi des nœuds ?

    <p>La somme des courants sortants est égale à la somme des courants entrants.</p> Signup and view all the answers

    Concernant les dipôles en série, quelle affirmation est incorrecte ?

    <p>Ils partagent toutes les tensions dans le circuit.</p> Signup and view all the answers

    Comment est définie la loi des mailles dans un circuit électrique ?

    <p>La somme des tensions dans une maille est égale à zéro.</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les dipôles désignés comme générateurs dans un circuit donné ?

    <p>Les dipôles produisant des intensités de courant.</p> Signup and view all the answers

    Dans quel cas une intensité de courant serait augmentée dans un circuit ?

    <p>En réduisant le nombre de dipôles en série.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est une conséquence directe de la loi de Kirchhoff concernant les nœuds ?

    <p>Les courants entrants et sortants doivent être égaux.</p> Signup and view all the answers

    Lorsque plusieurs dipôles sont connectés en dérivation, qu'est-ce qui reste constant à travers eux ?

    <p>La tension aux bornes de chaque dipôle.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la constante de Coulomb utilisée dans la loi de Coulomb ?

    <p>9 × 10⁹ N·m²/C²</p> Signup and view all the answers

    Comment la force électrostatique se compare-t-elle à la force gravitationnelle ?

    <p>Elle diminue au carré de la distance comme la force gravitationnelle.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'expression correcte pour la force entre deux charges ?

    <p>$\frac{K \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2}$</p> Signup and view all the answers

    Quel est le vecteur unitaire orienté de la charge créant la force vers celle la subissant ?

    <p>$u_{21}$</p> Signup and view all the answers

    Quelle formule représente la force résultante sur une charge q lorsqu'elle est en présence de plusieurs autres charges ?

    <p>$F = F_{12} + F_{32}$</p> Signup and view all the answers

    Quelle valeur représente la permittivité dans le vide (ε₀) ?

    <p>8.85 × 10⁻¹² C²·N⁻¹·m²</p> Signup and view all the answers

    Dans la loi de Coulomb, quels types de charges subissent une force répulsive ?

    <p>Charges identiques</p> Signup and view all the answers

    Quel est un effet du champ électrique sur une charge placée dans ce champ ?

    <p>Elle subit une force proportionnelle à sa charge.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre la force électrostatique et la distance entre les charges ?

    <p>La force diminue avec la distance au carré.</p> Signup and view all the answers

    Comment la force exercée par q2 sur q1 peut-elle être décrite ?

    <p>Elle peut être attractive ou répulsive, selon les charges.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'équation qui relie la tension de sortie $V_2$ à la tension d'entrée $V$?

    <p>$V_2 = V \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}$</p> Signup and view all the answers

    Comment se comportent les résistances $R_3$, $R_4$ et $R_5$ dans le circuit?

    <p>Elles sont montées en série avec un courant identique.</p> Signup and view all the answers

    Quelle loi est utilisée pour établir la relation entre la tension, le courant et la résistance dans le circuit?

    <p>Loi d'Ohm</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur de la tension du générateur dans l'exemple donné?

    <p>6 V</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle joue la résistance équivalente dans un circuit électrique?

    <p>Elle simplifie le calcul du courant total dans le circuit.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre les courants $I_3$ et $I_4$ selon l'exemple de circuit?

    <p>$I_4$ est égal à $I_3$.</p> Signup and view all the answers

    Quelle serait la tension aux bornes a et b si la résistance entre ces bornes est modifiée?

    <p>Elle augmente avec l'augmentation de la résistance.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet de la valeur de $R_2$ sur $V_2$ dans le circuit?

    <p>Une diminution de $R_2$ augmente $V_2$.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Chapitre 16 - Propriétés électriques de base

    • Cours de physique générale, module B1.1
    • Enseignant : Dr Ruud van Heeswijk
    • Université de Lausanne (UNIL)

    TurningPoint QCM

    • Session ID : physgen2024

    Nombre d'étudiants connectés

    • Possibilité de choix de réponses allant de 0 à >500.
    • Aucune donnée précise sur la réponse.

    Questions supplémentaires

    • Temps nécessaire à une impulsion nerveuse pour parcourir le corps.
    • Fonctionnement de l'IRM pour imager l'épaule.

    Objectifs

    • Calculer la force de Coulomb entre les charges électriques.
    • Comprendre la notion de champ électrique.
    • Comprendre la notion de courant électrique.
    • Décrire et calculer la loi d'Ohm.
    • Appliquer les lois de Kirchhoff (loi des nœuds et loi des mailles).
    • Calculer la résistance équivalente de résistances en série et en parallèle.
    • Calculer la tension d'un diviseur de tension.

    Électromagnétisme

    • L'électromagnétisme englobe les phénomènes électriques et magnétiques.
    • La charge électrique est le facteur commun à ces phénomènes.
    • L'étude de l'électricité comprend les concepts de champ électrique, de force électrique, de potentiel électrique, de tension électrique (différence de potentiel), de courant électrique, d'intensité de courant électrique et de résistance électrique.
    • Étude du champ électromagnétique et son interaction avec des particules chargées.

    Rappel - propriétés atomiques de base

    • Les atomes sont les constituants fondamentaux de la matière.
    • Constituants d'un atome : protons, neutrons, électrons.
    • Charges électriques : protons (+), électrons (-), neutrons (neutre).
    • Masses des particules : protons (1,673 x 10⁻²⁷ kg), neutrons (1,675 x 10⁻²⁷ kg), électrons (9,109 x 10⁻³¹ kg).
    • Unité de masse atomique (uma) : 1,6605 x 10⁻²⁷ kg.
    • Structure atomique : les électrons gravitent autour du noyau (protons et neutrons).
    • Ions : atomes qui ont gagné ou perdu des électrons, devenant chargés.

    Loi de Coulomb

    • Décrit la force d'interaction électrique entre deux particules chargées.
    • Nommée d'après Charles-Augustin de Coulomb.
    • Base de l'électrostatique.
    • La force électrostatique est proportionnelle au produit des deux charges et inversement proportionnelle au carré de la distance entre elles.
    • La force est portée par la droite passant par les deux charges.
    • Unité de la charge : coulomb (C).
    • Charge élémentaire d'un électron : -1,602 x 10⁻¹⁹ C.

    Deux sortes de charges électriques

    • Positives et négatives.
    • Charges de même signe se repoussent.
    • Charges de signes opposés s'attirent.

    Constante de Coulomb

    • K = 1/(4πε₀) = 9 x 10⁹ Nm²/C²
    • Constante de la permittivité dans le vide ɛ₀ = 8,85 x 10⁻¹² C²/Nm²

    Analogie entre force gravitationnelle et force électrostatique

    • Similitudes dans les expressions mathématiques reliant les forces aux grandeurs des objets et la distance qui les sépare.
    • Différence de constante de proportions.

    Loi de Coulomb - plusieurs charges simultanées

    • La force résultante sur une charge q est la somme vectorielle des forces dues aux autres charges.

    Champ électrique

    • Le champ électrique est un champ vectoriel créé par des particules chargées.
    • Une autre charge placée dans ce champ subit une force électrique à distance.
    • Unité du champ électrique : Volt par mètre (V/m).
    • Les lignes de champ indiquent la direction du vecteur champ électrique et la direction des forces électriques.

    Champ électrique = force électrique/charge

    • La force sur une charge témoin q dans un champ électrique est proportionnelle à la charge q.
    • En normalisant la relation, on obtient le champ électrique E = F/q.

    Potentiel électrique

    • Correspond à l'énergie potentielle électrostatique d'une charge unitaire.
    • Mesuré en volts (V).
    • Travail à fournir pour transporter une charge positive unité depuis l'infini jusqu'à un point donné dans le champ électrique.
    • Analogue à l'altitude dans le cas du champ gravitationnel.

    Loi des nœuds

    • La somme algébrique des intensités des courants entrant dans un noeud est égale à la somme algébrique des intensités des courants sortant.

    Loi des mailles

    • La somme algébrique des tensions le long d'une maille est égale à zéro.

    Courants électriques

    • Déplacement de charges sous l'action du champ électrique dans un matériau non isolant.
    • Intensité de courant (I) mesurée en ampères (A).
    • I = ΔQ/Δt (Charge totale traversant une surface/temps).
    • I = q n A v (densité de charges, charge élémentaire, vitesse de dérive des charges, longueur du fil et surface traversée).

    Résistance électrique

    • Propriété d'un matériau à s'opposer au passage du courant.
    • R= pl/A.
    • dépend de la longueur(l), section transversale (A) et résistivité(p). (rhô) du matériau.
    • Unité : ohm (Ω)

    Loi d'Ohm

    • Relation entre la tension (V), le courant (I) et la résistance (R) d'un circuit.
    • V=R.I.

    Association de résistances (série, parallèle)

    • Calcul de la résistance équivalente pour des résistances en série et en parallèle

    Circuit électrique

    • Un ensemble de conducteurs et de composants électroniques parcourus par un courant.
    • Composés d'au moins un générateur et un récepteur.
    • Description des composants (bornes, dipôles, nœuds, générateurs, récepteurs).
    • Conventions de sens courant et tension.

    Diviseur de tension

    • Montage électronique qui divise la tension d'entrée.
    • Deux résistances en série connectées à un générateur.
    • Tension de sortie mesurée aux bornes de la deuxième résistance.

    Mise en pratique des différentes lois

    • Application des lois de Kirchhoff et d'Ohm à un circuit complexe.
    • Calcul de la résistance équivalente et du courant.

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    Description

    Ce quiz teste vos connaissances sur la loi de Coulomb et ses implications en électrostatique. Vous répondrez à des questions sur la relation entre la force électrostatique et la distance, ainsi que sur les charges électriques. Préparez-vous à évaluer votre compréhension de ces concepts fondamentaux.

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