Le champ électrique uniforme entre deux plaques

Qu'est-ce qu'un champ uniforme ?

Un champ électrique est dit uniforme lorsque le vecteur E a la même direction, le même sens et la même norme en tout point de la région considérée. Contrairement au champ créé par une charge ponctuelle (qui varie en 1/r^2), un champ uniforme ne dépend pas de la position dans la zone étudiée.

Le condensateur plan

Le dispositif de référence pour obtenir un champ uniforme est le condensateur plan : deux plaques métalliques parallèles, séparées par une distance d, reliées à un générateur qui impose une tension U entre elles.

Entre les plaques (loin des bords), le champ est uniforme :

E = U / d

avec E en V/m, U en volts (V), d en mètres (m). Le champ est dirigé de la plaque + vers la plaque -, perpendiculairement aux plaques.

Exemple

Deux plaques distantes de d = 0,02 m, soumises à une tension U = 400 V :

E = 400 / 0,02 = 20 000 V/m

Lignes de champ

Entre les plaques, les lignes de champ sont des droites parallèles, perpendiculaires aux plaques et équidistantes : c'est la signature graphique d'un champ uniforme.

Champ	Lignes de champ	Norme
Charge ponctuelle	radiales	varie en 1/r^2
Uniforme (condensateur)	parallèles	constante

Piège classique

Attention aux unités : d doit être exprimée en mètres (pas en cm) pour utiliser E = U/d directement. Oublier la conversion est l'erreur la plus fréquente.