Catégorie : Electrostatique

Chambres à fils de Charpak.

    Les chambres à fils permettent de localiser dans un gaz des particules élémentaires chargées, par exemple des électrons ou des protons, de grande énergie, et d’y suivre leur parcours, qui peut par exemple être défléchi par un champ magnétique.

     Des fils métalliques très fins sont tendus  parallèlement à deux plaques métalliques à la masse, et portés à des tensions électriques élevées (plusieurs milliers de volts). La chambre contient un gaz, dont on analyse les petites décharges électriques au passage de particules chargées de haute énergie.
     Dans tous les cas, les caractéristiques électriques de ces chambres sont montrées (champs en différents points et  équipotentielles), ce qui est un excellent exemple d’équilibre de conducteurs.

Equilibre électrique de conducteurs cylindriques.

Nous traitons ici l’équilibre de fils métalliques conducteurs et  parallèles.

  •  L’axe des fils est perpendiculaire à l’écran. Le champ électrique est nul à l’intérieur des conducteurs et les charges sont toutes à la surface de ces derniers.
  • Le champ est, juste à l’extérieur de ceux ci, d’une part perpendiculaire à la surface et d’autre part proportionnel à la densité de charge de surface locale. Les densités de charges de surface peuvent donc être indiquées par les champs à la sortie des conducteurs, et c’est ce qui est fait ici. Les charges sont positives pour de champs sortant du conducteur, négatives pour rentrant.
  •  Ces propriétés suffisent à déterminer les champs électriques dans tout l’espace, une fois connues les charges totales par unité de longueur de chaque conducteur cylindrique.
  •  Nous considérons des cas de N conducteurs (N<=4), situés ou non dans un conducteur « enveloppe », creux, et dont la charge est l’opposée de la somme des charges des N conducteurs (pour satisfaire le théorème de Gauss); ce conducteur « enveloppe » figure le conducteur « virtuel », placé à l’infini, qui permet la nullité totale des charges. Les rayons des conducteurs, leurs positions, ainsi que leurs charges peuvent être variés à volonté. Les lignes de champs sont montrées et les tensions électriques calculées, ainsi que les charges « en regard » entre les conducteurs

Pour télécharger d’un coup les 9 applications de Physique du même auteur(N fils)