Video Transcript
Deux barres identiques sont représentées sur la figure suivante. À l’intérieur des barres se trouvent des charges électriques. Les charges positives sont indiquées en rouge, et les charges négatives sont indiquées en bleu. Toutes les charges ont des intensités égales. Les charges ne peuvent pas bouger. Quelle barre a la plus grande différence de potentiel électrique ? (A) Barre A. (B) Barre B. Ou (C) la différence de potentiel est la même à travers chaque barre.
Pour répondre à cette question, nous devons déterminer quelle barre a la plus grande différence de potentiel entre ses extrémités. Rappelons d’abord la relation entre la différence de potentiel et la charge électrique. Nous pouvons rappeler que les charges opposées s’attirent. Si nous plaçons une charge positive et une charge négative à une certaine distance l’une de l’autre, il y aura une force attractive entre elles qui les tirera l’une vers l’autre.
Si nous voulions garder ces charges séparées, nous devrions faire en sorte qu’elles aient assez d’énergie pour surmonter cette force attractive. Lorsque nous séparons des charges opposées comme ceci, nous créons une différence de potentiel électrique entre elles. Notez que nous avons des charges opposées ici. Les charges opposées s’attirent, il faut donc du travail pour les garder séparées. C’est ce qui conduit à une différence de potentiel.
Les charges similaires ne s’attirent pas. En fait, elles se repoussent. Donc, si nous avons deux charges négatives, par exemple, nous n’avons aucun travail à fournir pour les garder séparées. Cela signifie qu’il n’y a pas de différence de potentiel entre des charges similaires. Ainsi, une différence de potentiel n’est créée que lorsque des charges opposées sont séparées. Maintenant que nous le savons, nous sommes prêts à répondre à cette question : laquelle de ces barres a la plus grande différence de potentiel ?
Tout d’abord, regardons la barre A. Nous pouvons voir qu’il y a une charge négative de ce côté de la barre et une charge positive de ce côté. Donc, nous avons des charges opposées qui ont été séparées d’une certaine distance. Cela signifie qu’il existe une différence de potentiel à travers cette barre.
Ensuite, regardons la barre B. La barre B contient quatre charges : deux positives et deux négatives. Bien que nous ayons ici des charges opposées, ces charges opposées n’ont pas été séparées. Par exemple, cette charge négative est juste à côté des deux charges positives. Cette charge positive est juste à côté des deux charges négatives. Puisque les charges opposées n’ont pas été séparées, aucun travail n’a été fait sur les charges, et il n’y a aucune différence de potentiel entre les extrémités de cette barre.
Ainsi, il doit y avoir une plus grande différence de potentiel à travers la barre A que la barre B, puisque la barre B ne présente aucune différence de potentiel. La bonne réponse à cette question est donc l’option (A).
