- Qu’est ce qu’une charge électrique ?
- Unités et notations
- La charge électrique élémentaire
- La charge électrique des particules
- La neutralité électrique
- Les forces électriques
Qu’est ce qu’une charge électrique ?
La charge électrique est une caractéristique possédée par certaines particules entre lesquelles s’exercent une interaction électrique.
Certaines particules ont une charge et sont dites “chargées” tandis que d’autres n’en n’ont pas et sont dites neutres.
Lorsque des particules sont chargées les forces électriques peuvent être soit attractives soit répulsives ce qui amène à distinguer deux catégories de charges: les charges de type positif et celles de type négatif.
Par ailleurs l’intensité des forces électriques varie suivant les charges en présence ce qui a conduit à associer à chaque charge une valeur.
Unités et notations
Une se note en général avec la “q” ou “Q”
Cas particulier: la charge dite élémentaire se note “e”
L’unité de charge électrique est le Coulomb de symbole “C” (en hommage au physicien français Charles Coulomb)
Il est aussi possible d’exprimer la charge en une unité dérivée du coulomb (le kilocoulomb, le millicoulomb, le nanocoulomb etc) mais en pratique il est plus courant de garder le oulomb et d’utiliser une notation scientifique.
La charge électrique élémentaire
Elle est notée “e” et a pour valeur approchée e=1,60.10-19 C
Sa valeur connue la plus précise est e = 1.6021766208 .10-19 C
Elle correspond à la plus petite valeur de charge électrique portée par une substance ou une particule (jusqu’à la découverte des quarks)
Elle correspond par exemple à la charge d’un proton ou (en valeur absolue) à celle d’un électron.
Au niveau macroscopique toute matière chargée porte une charge qui est un multiple de cette charge élémentaire
La charge électrique des particules
| Particule | Nombre de charges élémentaires | Charge en coulomb |
| Electron | -e | -1,60.10-19 |
| proton | e | 1,60.10-19 |
| Neutron | 0 | 0 |
| Atome | 0 | 0 |
| Cation | +e à +4e | 1,60.10-19 à 6,40.10-19 |
| Anion | -e à -4e | -1,60.10-19 à -6,40.10-19 |
La neutralité électrique
Une substance ou une particule est dite électriquement neutre si elle n’a aucune charge ou si elle est comporte des charges qui se compensent
Remarque
Des charges se compensent si la somme des charges négatives est l’opposée de la somme des charges positives.
La plupart des particules subatomiques sont chargées mais la force électrique attractives pour des charges de signes opposées tend à les associer au sein de particules ou de substances globalement neutres.
Il y a par exemple neutralité électrique:
- des atomes (les charges négatives des électrons sont compensées par les charges positives des protons)
- des molécules (composées d’atomes eux-mêmes neutres)
- des solides ioniques (la charge positive des cations compense la charge négative des anions)
- des solutions ioniques (la charge des anions est également compensée par celle des cations
Les forces électriques
Il existe entre deux particules chargées une interaction:
- répulsive entre deux charges de même signe (entre deux charges négatives ou entre deux charges positives)
- attractive entre deux charges de signes opposés (entre une charge positive et une charge négative)
Comme pour la force de gravitation il existe une relation dite “loi de Coulomb” (vue première S) qui permet de calculer l’intensité d’une force électrique entre deux particules chargées.