Distinguer les champs scalaires et vectoriels

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Fiches
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Champs et forces 


Rappels de cours

1 La notion de champ en physique

► La notion de champ a été proposée par Michael Faraday, physicien anglais (1791-1867), à partir de ses travaux sur les aimants.

► Un champ est associé à une propriété physique qui se manifeste en tout point de l’espace considéré. Cette propriété est définie par une grandeur mesurable qui dépend de la position du point.

2 Le champ scalaire

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Un champ est appelé champ scalaire lorsque la grandeur mesurable est une valeur numérique.

exemple Le champ de température.

3 le champ vectoriel

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► Un champ est appelé champ vectoriel lorsque la grandeur physique mesurable a les propriétés d’un vecteur. Pour définir complètement un vecteur en un point, il est nécessaire de connaître sa direction, son sens et sa valeur.

exemple Le champ de vitesse du vent.

► Dans le cas d’un champ vectoriel, on peut tracer des lignes de champ vectoriel. C’est une ligne tangente en chacun de ses points au vecteur champ. Elle est orientée par une flèche dans le même sens que celui du vecteur champ.

4 Le champ uniforme

Dans une région de l’espace, un champ est uniforme si la grandeur physique le définissant a les mêmes caractéristiques en tout point. Dans le cas des champs vectoriels uniformes, les lignes de champ sont donc parallèles.

MéthodeS

Reconnaître un champ

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Sur une carte météorologique, on a représenté des lignes isobares de pression atmosphérique (exprimée en hectopascals).

1. Le champ de pression est-il un champ scalaire ou un champ vectoriel ?

2. La pression est-elle la même le long d’une ligne isobare ?

Solution

1. Il s’agit d’un champ scalaire, car il est caractérisé en tout point par une valeur numérique de pression.

2. La pression est la même sur une ligne isobare et sa valeur numérique est indiquée sur la ligne.

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Exploiter les lignes de champ vectoriel

La figure ci-contre représente les lignes de champ électrostatique créées par deux charges électriques.

1. Dessiner, sans souci d’échelle, les vecteurs champs électrostatiques E en A, B et C.

2. Le champ vectoriel est-il uniforme ?

Solution

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1.

2. Les lignes de champ vectoriel ne sont pas parallèles, donc le champ vectoriel électrostatique n’est pas uniforme.