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Physique · 术语表

什么是 Flux du champ?

Définition 26.9 Physique universitaire — 1re année · 第 26 章 — Électrostatique : champ et théorème de Gauss

Découpons une surface SS en petits éléments d’aire  ⁣dS\dd S, chacun muni d’une normale unitaire n→\vect n (pour une surface fermée, la normale sortante). Le flux de E→\vect E à travers SS est la somme

Φ=∑E→⋅n→  ⁣dS=∑En  ⁣dS(V m):\Phi = \sum \vect E\cdot\vect n\,\dd S = \sum E_n\,\dd S \qquad (\mathrm{V}\,\mathrm{m}):

la composante normale du champ pondérée par l’aire — le « nombre de lignes de champ » qui traversent SS, comptées positivement lorsqu’elles la traversent dans le sens de n→\vect n.

Le champ d’une sphère chargée en fonction de la distance à son centre : linéaire à l’intérieur et en 1/r2 à l’extérieur lorsque la charge remplit le volume (trait plein) ; nul à l’intérieur et identique à l’extérieur lorsqu’elle est portée par la surface (pointillés). À l’extérieur, rien ne distingue la sphère d’une charge ponctuelle placée en son centre.
Le champ d’une sphère chargée en fonction de la distance à son centre : linéaire à l’intérieur et en 1/r21/r^2 à l’extérieur lorsque la charge remplit le volume (trait plein) ; nul à l’intérieur et identique à l’extérieur lorsqu’elle est portée par la surface (pointillés). À l’extérieur, rien ne distingue la sphère d’une charge ponctuelle placée en son centre.
Superposition pour deux nappes opposées. À gauche : les champs uniformes de chaque nappe seule (en rouge à partir de la positive, en bleu vers la négative). À droite : leur somme, / _0 dans l’intervalle et zéro ailleurs.
Superposition pour deux nappes opposées. À gauche : les champs uniformes de chaque nappe seule (en rouge à partir de la positive, en bleu vers la négative). À droite : leur somme, σ/ε0\sigma/\varepsilon_0 dans l’intervalle et zéro ailleurs.

示例

Exemple 26.13 (Deux plans : le condensateur plan)

Deux plans parallèles portant +σ+\sigma et −σ-\sigma : chacun crée σ/2ε0\sigma/2\varepsilon_0 en s’en éloignant (en s’en rapprochant pour le plan négatif). Entre les plans, les deux champs s’ajoutent en σ/ε0\sigma/\varepsilon_0, dirigé du ++ vers le −- ; à l’extérieur ils se compensent. Avec σ=1 µC/m2\sigma = 1\,\text{µ}\mathrm{C}/\mathrm{m}^{2}, E=10−6/8.85×10−12=1.1×105 V/mE = 10^{-6}/8.85 \times 10^{-12} = 1.1 \times 10^{5}\,\mathrm{V}/\mathrm{m} entre les plans et zéro dehors : le champ d’un condensateur chargé est confiné à son intervalle (Chapitre 27).

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