1) Un
condensateur plan peut être considéré comme constitué de 2 plans conducteurs
parallèles infinis portant des densités de charge uniformes et opposées. On considère
l'un des plans au potentiel 0, l'autre au potentiel V1. La distance entre les 2
plans est l. Déterminer le potentiel et le champ électrique en tout point entre les
plans.
Correction
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2) Entre les armatures dun condensateur plan, il y a une répartition
volumique de charge de densité r. Déterminer le potentiel et
le champ en tout point situé entre les 2 plateaux.
Correction
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3) Soit une sphère S de centre O, de rayon R, portant une charge Q répartie
sur sa surface avec une densité uniforme s .
1) Déterminer le potentiel et le champ
électriques en tout point de l'espace
2) Retrouver le résultat en utilisant le
théorème de Gauss.
Correction
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4) Soit une sphère de centre O et de rayon R contenant une charge Q
uniformément répartie avec une densité r à l'intérieur du
volume qu'elle déllimite. Calculer le champ électrique à l'extérieur et à
l'intérieur.
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5) Calculer l'énergie électrostatique d'une distribution uniforme
en volume dans une sphère de rayon R, la densité volumique étant r
. On assimile la répartition des protons à l'intérieur du noyau d'un atome à une
distribution uniforme. Calculer la différence des énergies électrostatiques des noyaux
de carbone 13 et azote 13 (z = 6 pour C et z = 7 pour N). On supposera quils ont
même rayon R = 3,3.10-13 cm.
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6) L'atome d'Hydrogène peut être, en première approximation, représenté à
l'aide d'une distribution de charges comprenant une charge ponctuelle +e située en un
point O choisi comme origine, entourée d'une distribution négative à symétrie
sphérique de densité volumique r(r). A une distance
r de O la densité volumique de charge est supposée de la forme:

avec e = 1,6 10-19C et a = 0,53 10-10m
1) Calculer la
constante A
2) Soit dq la charge
contenue entre les sphères centrées en O de rayons respectifs r et r + dr
21) Mettre dq sous la forme dq = - e C(r)dr
22) Calculer la valeur rm de r pour laquelle C(r) est maximale.
23) construire le graphe de C(r). Commentaires.
3) Etablir
l'expression littérale de la charge électrique interne à la sphère de rayon r et
calculer numériquement la valeur de la charge électrique interne à la sphère de rayon
a.
4) Etablir
l'expression littérale du champ électrique à la distance r de O. Quel est l'intensité
de ce champ pour r = a
5) Déterminer le
potentiel V(r) à la distance r du point O.
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