Jai lu que dans un condensateur avec des plaques parallèles chargées, les lignes de champ électrique sont parallèles au milieu, mais elles ont tendance à se courber vers lextérieur ( provoquant une " frange ") vers les extrémités des plaques parallèles. Quelquun peut-il expliquer pourquoi cela se produit vraiment? Cela se produit-il en raison du manque de symétrie, qui est généralement présent dans une plaque chargée infiniment longue? Il est dans une certaine mesure évident que le champ électrique nest pas uniforme aux extrémités, mais pourquoi devraient-ils se plier uniquement vers lextérieur, ne peuvent-ils pas se plier vers lintérieur?
Commentaires
- Pensez à ce à quoi devraient ressembler les surfaces équipotentielles.
- Pouvez-vous fournir une explication plus infaillible? Je ne semble pas vous comprendre.
Réponse
Comment le champ est-il produit? Par charges en surface. Si vous passez au cadre quantique, il sagit dun excès délectrons sur une plaque et dun excès de charge positive (trous) sur lautre plaque. Pensez au champ électrique généré par un électron. Il sort radialement. Dans un condensateur à plaques infinies, laddition des champs, en raison de la symétrie, devient verticale. Compte tenu des dimensions, les électrons au bord auront des lignes radialement à lextérieur, les charges positives sur lautre plaque iront les rencontrer à nouveau radialement à lextérieur, car cest la géométrie des charges ponctuelles. Du côté qui est dans lair, il ny a pas de champs à ajouter vers la verticale et la forme est comme la forme du champ en deux dimensions dune paire de + -, dans la ligne perpendiculaire au bord.
Réponse
Il existe de nombreuses façons de répondre à votre question, mais je pense que lune des plus simples est la suivante:
Supposons quil ny ait pas de champ de frange lorsquun condensateur stocke une charge.
Déplacez une charge positive de lextérieur de la plaque négative vers lextérieur de la plaque positive.
Puisquil ny a pas de champ de frange, le travail effectué pour déplacer cette charge positive entre les plaques est nul, mais cela ne peut pas être le cas car cela impliquerait quil ny avait pas de différence de potentiel entre les plaques.
Avec un champ de frange présent et plus faible que le champ profondément à lintérieur du condensateur, déplacez une charge positive le long dune ligne de champ de frange de la plaque négative à la plaque positive.
La différence de potentiel entre les plaques est $ – \ displaystyle \ int ^ {\ large +} _ {\ large -} \ vec E \ cdot d \ vec s $ .
Bien que le champ de frange soit plus faible que le champ profond à lintérieur du condensateur, la longueur du chemin est en conséquence larg er ce qui entraîne la même différence de potentiel.
Avec le champ incurvé vers lintérieur, vous obtiendrez une plus grande intensité de champ et une plus grande longueur de trajet, cest-à-dire. une plus grande différence de potentiel.