⚡ Énergie Potentielle Électrique ⚡
Champ Électrique Uniforme – 1^ère BAC Sciences

🧠 Introduction

Dans un champ électrique uniforme, une charge électrique possède une énergie potentielle électrique qui dépend de sa position. Cette énergie peut se transformer en d’autres formes d’énergie, comme l’énergie cinétique.

🔋 Charge Positive

Énergie potentielle diminue dans le sens du champ

🔌 Charge Négative

Énergie potentielle augmente dans le sens du champ

1. 📝 Définition et Expression Mathématique

\[ E_p = qV \]

Où q est la charge et V le potentiel électrique

Dans un champ uniforme

\[ E_p = qEd \]

• E : Intensité du champ électrique (V/m)
• d : Distance parcourue (m)
• q : Valeur de la charge (C)

Relation avec le travail

\[ W = -\Delta E_p \]

Le travail de la force électrique est égal à l’opposé de la variation d’énergie potentielle

📌 Points clés à retenir

L’énergie potentielle électrique se mesure en joules (J)
Elle dépend du potentiel électrique au point considéré
Seule la différence d’énergie potentielle a une signification physique
La référence (niveau zéro) est choisie arbitrairement

2. 📈 Variation d’Énergie Potentielle

Pour une charge positive

_p diminue de A vers B

Pour une charge négative

_p augmente de A vers B

Relation avec la différence de potentiel

\[ \Delta E_p = q(V_B – V_A) = q\Delta V \]

La variation d’énergie potentielle dépend de la différence de potentiel entre les points A et B

3. 🔧 Applications et Exemples

Accélérateur de particules

_p → E_c

Une charge positive accélère vers les potentiels décroissants

Condensateur plan

_p = qEd (d = distance entre plaques)

Champ électrique uniforme entre les plaques du condensateur

Exemple Calculé

Une particule de charge q = +2μC se déplace entre deux points A et B dans un champ uniforme E = 500 V/m. La distance AB = 10 cm parallèle au champ.

Calcul :

\[ \Delta E_p = qEd = 2 \times 10^{-6} \times 500 \times 0.1 = 10^{-4} J \]

L’énergie potentielle diminue de 0.1 mJ (la particule accélère)

4. ⚖️ Analogie avec l’Énergie Potentielle Gravitationnelle

Système Gravitationnel

\[ E_p = mgh \]

• m : masse (kg)
• g : champ gravitationnel (N/kg)
• h : hauteur (m)

Système Électrique