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Bonjour, j’ai besoin d’aide sur cet exercice de physique svp
Soumis à un champ électrostatique très intense, l'air s'ionise. Il se forme alors un arc électrique. C'est le claquage de l'air. Pour l'air sec, le champ de claquage a une valeur E = 3,6 x 10³ V.m1. On étudie le champ électrostatique crée par une bille métallique portant une charge électrique q.
1) Exprimer la valeur de la force électrostatique s'exerçant sur un ion se trouvant à une distance d de la bille et important une charge électrique q '.
2) En déduire la relation permettant de calculer la valeur du champ électrique E en fonction de q et de d.
3) Quelle charge électrique doit porter la bille afin de créer un champ de claquage pour d = 0,1m?
4) Même question pour d = 1,0 mm. Comparer les deux valeurs de q et conclure.
Merci d’avance !

Sagot :

Scoladan

Bonjour,

1) Loi de Coulomb : F = k x qq'/d²

avec k constante de Coulomb ≈ 9.10⁹ N.m².C⁻²

2) E = F/q' = k x q/d²

3) q = E x d₁²/k    avec d₁ = 0,1 m

Soit : q₁ = 3,6.10³ x (0,1)²/9.10⁹ = 4.10⁻⁹ C

4) d₂ = 1,0 mm = 1,0.10⁻³ m

Soit : q₂ = 3,6.10³ x (1,0.10⁻³)²/9.10⁹ = 4.10⁻¹³ C

q₁/q₂ = 10⁴ et d₁/d₂ = 10²

Quand la distance est multipliée par 100, la charge nécessaire à l'apparition d'un arc dans l'air sec est multipliée par 10000 = 100²

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