1.13 Le pendule électrique

 Pendule électrique

            Une boule de moelle de sureau électrisée, de masse m , placée à l'extrémité d'un fil de soie est utilisée depuis déjà plusieurs années comme façon de déterminer l'action d'une autre charge: si la charge agent cause une force horizontale sur la boule de sureau, de charge q, celle-ci va forcer le fil de soie à faire un angle θ avec la verticale, angle d'autant plus grand que la force électrique est grande. Sa mesure donne donc une indication de la grandeur de la force électrique horizontale ressentie par la charge placée sur la boule de moelle de sureau et donc, par l'équation (1.12.2), une indication de la grandeur du champ électrique qu'elle ressent. Cette masse chargée suspendue au bout d'un fil isolant est un pendule électrique.

            Le poids P de la boule de moelle de sureau est strictement selon la verticale. Sous l'action de la force électrique F_e subie par la charge q de la boule, le fil de soie fait un angle θ . La tension T dans le fil de soie fait donc ce même angle avec la verticale.

            Comme le pendule est en équilibre, la somme des forces qui agissent sur la boule de moelle de sureau est nulle. Ce qui nécessite que, selon l'horizontale, la force électrique (toute selon l'horizontale) soit compensée par la composante, selon l'horizontale, de la tension

et que, selon la verticale, la composante selon la verticale de la tension compense le poids de la boule de moelle de sureau

            Il s'ensuit que le champ électrique est proportionnel à la tangente de l'angle que fait le fil de soie avec la verticale

            Évidemment ce pendule est d'autant plus sensible que la masse suspendue est faible, et que sa charge est grande.