Calculateur du champ électrique d'une charge ponctuelle
· Dernière mise à jour：2026-09-01
Champ d'une charge ponctuelle E = k·|Q|/r² (en N/C, identique en V/m) : le signe de Q ne fixe que la direction — le champ pointe loin d'une charge positive et vers une charge négative — avec en prime la force que ressentirait un électron en ce point, F = e·E, comme contre-vérification. Ancrages : 1 nC à 1 m donne un champ de laboratoire doux, 8.99 N/C ; le champ de l'électron lui-même au rayon de Bohr vaut 5.14221×10¹¹ N/C — l'unité atomique de champ électrique.
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Science & Education
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Aperçu
Ce calculateur détermine l'intensité et l'orientation du champ électrique créé par une charge ponctuelle selon la loi de Coulomb ($E = k \cdot |Q| / r^2$). Il fournit la valeur en newtons par coulomb (N/C ou V/m), précise la direction radiale en fonction du signe de la charge et calcule automatiquement la force électrostatique subie par un électron placé à cette distance.
Quand l’utiliser
Résoudre des exercices de physique et d'électrostatique nécessitant le calcul de l'intensité d'un champ électrique.
Déterminer la force d'attraction ou de répulsion exercée sur un électron à une distance précise d'une source de charge.
Comparer des ordres de grandeur de champ électrique, de l'échelle atomique (rayon de Bohr) aux manipulations de laboratoire.
Fonctionnement
1Saisissez la valeur de la charge source $Q$ et sélectionnez son unité (C, mC, µC, nC ou pC).
2Indiquez la distance radiale $r$ séparant la charge du point d'observation et choisissez l'unité de longueur (m, cm, mm, µm ou nm).
3L'outil convertit les grandeurs dans le système international (SI), applique la constante de Coulomb $k \approx 8{,}98755 \times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$, puis génère l'amplitude du champ $E$, sa direction radiale et la force résultante $F = e \cdot E$ subie par un électron.
Cas d’usage
Dimensionnement d'expériences d'électrostatique en laboratoire pour estimer le champ produit par de petites charges en nC ou µC.
Calcul de l'interaction coulombienne à l'échelle atomique dans le modèle de l'atome d'hydrogène.
Vérification rapide des devoirs et travaux pratiques de sciences physiques en lycée et premier cycle universitaire.
Exemples
1. Champ d'une charge de démonstration en laboratoire
Étudiant en sciences physiques
Contexte
L'étudiant prépare un compte-rendu de travaux pratiques d'électrostatique et doit calculer le champ généré par une petite sphère chargée.
Problème
Déterminer le champ électrique produit par une charge positive de 1 nC à une distance de 1 mètre.
Utilisation
Saisir 1 pour la charge Q avec l'unité nC, puis 1 pour la distance r avec l'unité m.
Résultat
Le calculateur affiche un champ de 8,99 N/C orienté vers l'extérieur et une force d'attraction de 1,44×10⁻¹⁸ N sur un électron.
2. Champ électrique au rayon de Bohr
Enseignant-chercheur en physique atomique
Contexte
L'enseignant illustre en cours magistral l'ordre de grandeur de l'unité atomique de champ électrique liant l'électron au proton dans l'hydrogène.
Problème
Calculer l'intensité du champ créé par la charge de l'électron à une distance correspondant au rayon de Bohr (5,29×10⁻¹¹ m).
Utilisation
Entrer -1.602176634e-19 avec l'unité C pour la charge Q, et 5.29177e-11 avec l'unité m pour la distance r.
FAQ
Quelle est la différence entre les unités N/C et V/m pour le champ électrique ?
Aucune, ces deux unités sont strictement équivalentes : $1\text{ N/C} = 1\text{ V/m}$.
Comment le signe de la charge influence-t-il le champ électrique ?
Le signe détermine la direction : le champ s'éloigne radialement d'une charge positive et pointe vers une charge négative.
Quelle est la constante électrostatique utilisée dans le calcul ?
Le calcul utilise la constante de Coulomb $k = 1 / (4\pi\varepsilon_0)$, soit environ $8{,}98755 \times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.
Comment est calculée la force exercée sur un électron ?
La force est obtenue par la relation $F = e \cdot E$, où $e \approx 1{,}60218 \times 10^{-19}\text{ C}$ est la charge élémentaire.
Peut-on saisir des distances à l'échelle nanométrique ?
Oui, le sélecteur d'unités de distance prend en charge les mètres, centimètres, millimètres, micromètres et nanomètres.