Lignes de champ et équipotentielles électrostatiques

Manipulons la figure...

L'animation trace les cartes de champ et de potentiel d'une distribution quelconque de charges

Manipulation

• Commencer par choisir le type de distribution (charges, fils, ou dipôle)
• Construire la distibution en ajoutant des charges, ou des fils, en les déplaçant, et en modifiant les valeurs. Le dipôle peut être déplacé et tourné. On peut aussi ajouter un champ uniforme, modifiable également (tirer sur la pointe du vecteur).
• Continuer ensuite en choisissant de tracer des lignes de champ ou des équipotentielles. Le tracé se fait dès qu'on clique sur la zone de charges, et il commence à l'endroit où l'on a cliqué.
• Un bouton permet d'effacer les lignes tracées. Il est alors possible de déplacer les éléments ou de modifier leur valeur.
• Un bouton permet de recommencer au début.

Suggestions

• On peut constater que les lignes de champ partent des charges + et rentrent dans les charges -, et que les équipotentielles sont en tout point perpendiculaires aux lignes de champ.
• Pour voir le champ extérieur seul, prendre une charge de valeur nulle.
• Voir la déformation des lignes d'un champ uniforme par la pr"sence d'une charge positive ou négative.
• Réaliser des distributions possédant des symétries ou des antisymétries, et observer les propriétés de symétrie ou d'antisymétrie du champ et du potentiel.
• Simuler un dipôle en plaçant deux charges opposées très proches l'une de l'autre.
• Simuler un condensateur en plaçant deux rangées de charges de signes opposés.
• Dans le cas d'un couple de fils de densités de charge opposées, constater que les lignes de champ sont des arcs de cercles.
• etc...

Voir aussi cette page, qui donne rapidement la topographie du champ et du potentiel, et qui montre également le vecteur champ électrostatique et la valeur du potentiel.

Le champ électrostatique diverge à partir de sa source