Énergie potentielle électrostatique

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche

L'énergie potentielle électrostatique (ou simplement énergie électrostatique) d'une charge électrique placée en un point baignant dans un potentiel électrique est définie comme le travail à fournir pour transporter cette charge depuis l'infini jusqu'à la position . Elle vaut donc

si on se place dans le cas où les sources générant le potentiel électrique V sont distribuées dans une région bornée de l'espace, ce qui permet d'attribuer une valeur nulle du potentiel à l'infini.

Cas d'une distribution[modifier | modifier le code]

L'énergie potentielle électrique d'une distribution de charges électriques est alors définie comme le travail nécessaire pour transporter l'ensemble des charges qui la composent depuis l'infini jusqu'à leur position finale. Sommant toutes les contributions on trouve alors

est la constante diélectrique du vide et les sommations étant effectuée sur l'étendue de la répartition des charges.

On peut montrer qu'on peut aussi obtenir cette dernière en considérant le champ électrique créé par l'ensemble de ces charges

l'intégration se faisant cette fois-ci sur tout l'espace.

Plusieurs distributions, énergie d'interaction[modifier | modifier le code]

Dans le cas de deux distributions d'étendue limitée et caractérisées par des distributions de charge et alors on peut distinguer 3 contributions dans l'énergie électrique totale

obtenues par la même formule écrite précédemment sont renommées énergies de self-interaction et est appelée l'énergie potentielle d'interaction et est donnée par

avec les champs électriques individuels créés par chaque distribution.

Cette formule est modifiée lorsqu'on considère un champ magnétique et plus généralement lorsqu'on quitte le cadre de l'électrostatique (voir l'article énergie électromagnétique).

Il faut noter enfin quand dans le cas où les deux distributions et sont localisées en deux points et et assorties de charges et alors les self-énergies sont divergentes mais l'énergie d'interaction, elle, est bien définie et on retrouve précisément

Voir aussi[modifier | modifier le code]