Le champ électrique uniforme
Le champ électrique à l'intérieur d'un condensateur est uniforme.
A partir de l'expression vectorielle, on peut vérifier qu'en tous points de l'espace compris entre les armatures, le champ électrique a :
Même direction, la direction perpendiculaire aux armatures.
Même sens, de l’armature de charge QA positive vers l'armature de charge QB négative.
Même intensité E.
Dans le cas d'un champ électrique uniforme , on appelle différence de potentiel entre deux points M et N ou tension la quantité :
On rappelle que dans le système international le potentiel électrique et la tension électrique s'exprime en volt (V).
Soient M et M' deux points situés entre les armatures et à une même distance de celles-ci.
Le vecteur est normal au vecteur champ ; le produit scalaire est nul. Les points M et M' sont au même potentiel électrique.
On appelle surface équipotentielle, l'ensemble des points pour lesquels la valeur du potentiel est constante. Ces surfaces sont normales au vecteur champ électrique.
Les surfaces équipotentielles d'un champ uniforme sont des surfaces planes orthogonales aux lignes de champ, parallèles aux armatures du condensateur plan.
Complément :
Soient deux points M et P d'une ligne de champs et situés respectivement aux distances xM et xP (xM inférieur à xP) de l'armature A.
Complément :
On vérifie que la différence de potentiel entre ces deux points est positive, et que la valeur du potentiel électrique diminue quand on se déplace de l'armature positive vers l'armature négative. La tension entre les armatures U est égal donc à :
UAB = VA - VB = E (xB - xA) = E.d
On obtient ainsi une nouvelle expression du champ électrique crée par un condensateur plan en fonction de la tension entre les armatures :
Remarque : Rémarque
Le potentiel électrique V est une grandeur définie à une constante additive près. Le point servant de référence de potentiel égal à zéro est appelé masse.
A partir de la dernière relation, on vérifie que le champ électrique peut s'exprimer en volt par mètre (V.m-1). Cette unité, équivalente à (N.C-1), est utilisée préférentiellement.