Calculateur de la loi de Coulomb

Loi de Coulomb

Deux charges électriques au repos exercent une force l’une sur l’autre. Son intensité est proportionnelle au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de leur distance :

F = k × |q₁| × |q₂| / r²

k est la constante de Coulomb, k = 1 / (4 × π × ε₀) = 8,9876 × 10⁹ N·m²/C². Les charges sont en coulombs (C), la distance en mètres et la force en newtons.

Attraction ou répulsion ?

Les charges de même signe, positives ou négatives, se repoussent. Celles de signes opposés s’attirent. La formule donne l’intensité, et les signes déterminent le sens. La force suit la droite reliant les charges. Selon la troisième loi de Newton, son intensité est identique sur les deux charges.

Exemple

Pour des charges de 3 µC et −5 µC distantes de 20 cm, F = 8,9876 × 10⁹ × 3 × 10⁻⁶ × 5 × 10⁻⁶ / 0,2² = 3,37 N. Les signes étant opposés, la force est attractive. Diviser la distance par deux multiplie la force par quatre.

Attention aux unités

Les exercices donnent souvent les charges en microcoulombs (1 µC = 10⁻⁶ C) ou nanocoulombs (1 nC = 10⁻⁹ C) et les distances en centimètres. Le calculateur les convertit en coulombs et mètres avant l’application de la formule. À l’échelle atomique, vous pouvez choisir la charge élémentaire (e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C) comme unité.

Limites

La loi concerne des charges ponctuelles au repos. Hors du vide ou de l’air, la force est divisée par la permittivité relative du milieu. Pour plus de deux charges, il faut additionner les forces vectoriellement. Cet outil ne traite qu’une paire.

Questions fréquentes

Comment calculer la force électrique entre deux charges ?

Par exemple, la loi de Coulomb donne une force répulsive de 0,7989 N entre des charges de 2 µC et 4 µC distantes de 30 cm dans un milieu de permittivité relative 1. Cette relation s’applique à des charges ponctuelles immobiles. Les forces dues à d’autres charges doivent être additionnées vectoriellement.

Calculer avec ces valeurs