FORMULES de PHYSIQUE
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CHARGE éLECTRIQUE
-charge électrique
Une charge électrique est une grandeur induite par une entité d'induction électrique P (inductrice préexistante)
Synonyme : quantité d’électricité
Equation aux dimensions structurelles : T.I
Cette équation aux dimensions semble indiquer qu'une quantité d'électricité est fonction du temps, ce qui est totalement paradoxal.
Mais cette absurdité provient d'une loi française qui a osé se mêler de Physique, bien que n'y connaissant rien. Cette loi impose en effet de prendre comme grandeur électrique fondamentale l’intensité (i) qui elle-même dépend du temps, autre grandeur fondamentale !
Or une fondamentale qui dépend d'une autre fondamentale est une ineptie logique
(c'est comme si l'on affirmait que le mètre cube est un élément fondamental, alors qu’on connaît déjà le mètre...)
La vraie fondamentale en électricité devrait être la présente charge électrique (notion induite mais indépendante du temps) et l'intensité resterait bien sûr une "charge appliquée pendant un certain temps"
Symbole grandeur : Q
Unité S.I.+ = le Coulomb(C ) qui est légalement la charge transportée en une seconde par un courant de 1 ampère
Relations entre unités :
1 Faraday vaut 9,649.104 C.
1 ampère-heure (A-h) vaut 3,600.103 C.
1 microcoulomb (μC) vaut 10-6 C.
1 Franklin-ou statcoulomb-(e.s.u) vaut 3,335.10-10 C
1 Calorie par Volt (Cal/V) vaut 4,185.10-14 C.
1 charge élémentaire (e) vaut .1,60214.10-19 C
1 charge éventuelle du photon vaudrait < 10-51 C.
Nota 1 : le Coulomb est une unité énorme (donc peu utilisée en pratique)
Nota 2: ne pas confondre le Faraday, ici unité de charge, avec le Farad , unité de capacité électrique (1 farad = 1 Faraday x 1 Siemens / 105 Ampères)
La charge électrique n'est pas une grandeur initiale (au sens de présence à la création du monde) >>> c'est une grandeur induite, c'est à dire engendrée grâce à la valeur disruptive de l'inductivité, qui devient alors = à (1,129409.1011 m-sr/F)
La valeur de cette charge électrique naissante est de 1,6.10-19 Coulomb, qui est dite charge élémentaire
CREATION des CHARGES ELECTRIQUES
La création d'une charge Q (électrique) provient de Q = (δKL.δEp0.V / δ²ζ')1/2
δKL est la variation de la constante cosmologique, entraînant la variation-fluctuation de l'énergie de point zéro δEp0(J) qui cause aussi la disruption du facteur de milieu (l'inductivité δζ')
Quand une particule massique est créée, elle est souvent colonisée par une nouvelle charge induite d'électricité Q, ayant des interactions attractives ou répulsives avec ses semblables, ce qui se superpose aux interactions gravitationnelles des masses-supports.
L'écart énergétique entre les 2 types d'interactions se nomme écrantage (selon les particules en cause, l’écrantage atteint de 0 à 6%) soit donc en moyenne de 3% de l'énergie massique, qui elle-même ne représente que 4% du total du milieu universel.Donc l'énergie électrique présente sur les masses n'est pas très significative (3 % de 4 % ~1/1000°)
RELATIONS GENERALES
Q = Y*.m / P ainsi que Q = c².KL.V / ζ0'.g' et Q = E / φ'
où φ'(sr -1m-2)= fluence // m(kg)= masse // c(m/s)= constante d'Einstein (2,99792458.108 m/s) // G(m3-sr/kg-s²)= facteur de milieu dit "constante de gravitation"(8,385.10-10 m3-sr/kg-s² ) // P(V-m-sr)= entité d'induction électrique (qui est aussi = E / KL(c'est à dire le champ d'induction électrique de disruption E (valant 1,6.1018 V/m) divisé par la constante cosmologique KL) // Q(C) = charge électrique créée // Y*(m3-sr/s²)= charge mésonique (inductrice disponible) // g' = rapport gyromagnétique // V(m3)= volume d'espace concerné // ζ'0 = inductivité du vide (1,129409.1011 m-sr/F)
CARACTERISTIQUES d'une CHARGE ELECTRIQUE
-relation avec le temps
Q = i.t
avec Q(C)= charge transportée par un courant i(A) pendant un temps t(s)
-fluence de charge électrique
La charge étant une notion induite, sa fluence est également une notion induite >>>
on la nomme champ d’excitation électrique D (Equation aux dimensions
L-2.T.I.A-1 et unité S.I.+ = C/m2-sr 1)
φ'.Q = D
où φ'(m-2.sr -1)= fluence Q(C)= charge électrique et D(C/m²-sr)= champ d'excitation électrique
-conservation de la charge : la charge (électrique) d’un système fermé est constante
-positivité ou négativité : la charge électrique peut être positive (comme celle d'un noyau atomique) ou négative (comme celle d'un électron)
INTERACTION entre 2 CHARGES
Une charge électrique Q (particule induite) interagit avec l'une de ses consoeurs (autre charge électrique) grâce à l'intermédiaire d'une particule (un médiateur énergétique, nommé photon) qui déclenche une force d'interaction entre elles
Ce médiateur (une boule d’énergie, dite boson de jauge ou photon) subit un champ de médiation (une fluence) et donne alors un boson massé pm dit boson de Goldstone
Dimensionnellement, cette transformation du boson de jauge est symbolisée par
(L2.M.T-2 pour le boson de jauge)x(L-2.A-1 pour la fluence) = (M.T-2.A-1 pour pm)
Puis ce boson massé pm est conditionné par l’AMBIANCE (inverse de son potentiel d’excitation ) pour devenir dimensionnellement (M.T-2.A-1 /L-1.T.I.A-1) = L.M.T-3.I-1 ce qui permet et engage l’interaction avec une autre charge de même nature (T.I) enclenchée sous la formulation (L.M.T-3.I-1)x(T.I) = L.M.T-2 ce qui est la force de Newton: F = ζ’.Q1.Q2 / l².Ω où F(N) est l'attraction développée, ζ’ est l'inductivité, Q1 et Q2 sont les charges électriques, l est leur éloignement et Ω est l'angle solide dans lequel a lieu l'interaction (4p stéradians pour l’espace entier)
Le photon n’a pas d’une masse, c’est de l’énergie pure.Il porte seulement une énergie dont l’équivalent-masse est environ m = h.n / c² soit 10-65 kg
En fait la loi de Coulomb-Newton en infiniment petit, s'exprime avec un coefficient correcteur (constante de couplage) F = Q1.Q2.ζ’(1 + αé) / Ω.l²
où F(N)= force de liaison (répulsive si les deux charges sont de même signe) , échangée entre Q1 et Q2 (C) qui sont les charges électriques interactives, ζ’ est l’inductivité (le facteur de milieu pour l’électricité) et αé est la constante de couplage de l’électromagnétisme
Cette loi est parfois exprimée avec présence de ε (la permittivité), qui est l'inverse de l'inductivité --qui reste cependant le facteur de milieu logique --
Si malheureusement on utilise la permittivité ε, elle est alors au dénominateur de la formule--
RELATION ENTRE La CHARGE ELECTRIQUE et son POTENTIEL INDUCTEUR
Q = l.a / ζ'
avec ζ’(m-sr/F)= inductivité du milieu
Q(C)= charge électrique
l(m)= distance
a(V-sr)= potentiel intrinsèque inducteur
CHARGES ELECTRIQUES présentes sur des SUPPORTS PARTICULIERS
-charge d’un condensateur
Q = C.U
avec Q(C)= charge d’un condensateur de capacité C(Farads)
U(V)= différence de potentiel entre ses armatures
-charge d'une batterie ou capacité (de charge) d’un accumulateur:
sous ces termes, on définit la possibilité, pour une batterie d’accumulateurs (courant continu) de stocker, puis de restituer, une certaine intensité pendant un temps donné (ce qui constitue une charge électrique puisque Q = i.t).
Elle est exprimée usuellement en Ampère-heure (A-h) unité qui vaut 3600 Coulombs
-charge élémentaire (e)
on a appelé charge "élémentaire" la charge de l’électron--qui vaut 1,602.10-19 C (identique à celle du proton)
Toutefois, on a trouvé une particule encore plus élémentaire (le quark) qui est chargée d’une fraction elle aussi plus élémentaire (e / 3)
-une charge d’espace est un groupe de charges électriques présentes dans une zone limitée; si cette zone est un élément diélectrique, les charges d’espace Q+ et Q- peuvent être issues des dipôles d’initiation, de certaines déformations, d’impuretés ioniques, de dissociations, de polarisations en surface….
CHARGE ÉLECTRIQUE LINÉIQUE
C’est une charge électrique, ramenée à l’unité de longueur du conducteur qui la porte
Synonymes = Charge électrique linéaire ou Densité linéique de charge
Equation aux dimensions structurelles : L-1.T.I Symbole de désignation : q*
Unité S.I.+ : le C/ m
q* = Q / l
avec q*(C/m)= charge électrique linéique d'un conducteur de longueur l(m)
Q(C) = charge, supposée répartie uniformément sur l
CHARGE ÉLECTRIQUE LINÉIQUE SPATIALE
Synonyme >>> potentiel d'excitation électrique
C’est une charge électrique, ramenée à une longueur et ceci dans un angle solide
Symbole W unité le C/m²-sr et dimension L-1.T.I.A -1
CHARGE ÉLECTRIQUE MOLAIRE
C’est une charge électrique incluse dans (ou portée par) une quantité de matière
Equation aux dimensions : T.I.N-1 Symbole : C*
Unité S.I.+ : Coulomb par mole (C/mol)
-définition de la charge molaire
C* = Q / q
avec C*(C/mol)= charge molaire
Q(C)= charge électrique dépendant d’une certaine quantité de matière q(mol)
-la valeur de base d'une charge molaire est la constante de Faraday
C*F(constante de Faraday) = e.NA
où e est la charge élémentaire(1,6021733.10-19 C) et NA la constante d'Avogadro (soit 6,02214.1023 mol-1)
C*F est égal à 96.485 C/mol (valeur toutefois légèrement variable avec le corps en cause)
-loi de Faraday (ou de l'électrolyse)
C*F = Q.m’ / m.no
où C*F(C/mol)= charge molaire (dite Constante de Faraday, vue ci-dessus)
Q(C)= charge électrique transportée
i(A)= intensité du courant d’électrolyse pendant un temps t(s)
Elémentairement, les corps déposés sont des ions (anions, cations selon l’électrode)
m’(kg/mol)= masse molaire du corps en électrolyse
m(kg)= masse déposée à l’électrode
no= valence du corps (unissant le métal à son radical et égal au nombre d’électrons sur la couche externe)
CHARGE SPÉCIFIQUE
C'est la grandeur exprimant le comparatif entre la charge électrique et la masse de l’objet qui la supporte. Quand cet objet est une particule, la charge spécifique prend le nom de
rapport gyromagnétique Il faut se souvenir que la charge électrique infinitésimale indépendante n'existe pas, elle est toujours portée par une particule massique et le rapport gyromagnétique exprime leur relation.
Equation aux dimensions structurelles : M-1.T.I Symbole de désignation : g'
Unité S.I + : C/kg
A l'échelle macroscopique g' = Q / m
avec g'(C/kg)= charge spécifique d’une masse m(kg) chargée de Q(C)