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title: "Loi de Coulomb"
description: "Résumez cet article :ChatGPTPerplexityGrokClaudeLa loi de Coulomb exprime la force exercée entre deux charges électriques ponctuelles q₁ et q₂ séparées par une distance r : F = k × q₁ × q₂ / r² (newtons), où k ≈ 9 × 10⁹ N·m²/C². La force est attractive pour des charges de signe opposé, répulsive pour des charges identiques ; c’est le fondement de l’électrostatique et l’ancêtre direct […]"
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author: "Raphaël"
date: "2025-11-14T07:00:45+01:00"
modified: "2026-06-28T19:25:45+02:00"
lang: "fr_FR"
categories: ["Glossaire électricité"]
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# Loi de Coulomb

La loi de Coulomb exprime la force exercée entre deux charges électriques ponctuelles q₁ et q₂ séparées par une distance r : F = k × q₁ × q₂ / r² (newtons), où k ≈ 9 × 10⁹ N·m²/C². La force est attractive pour des charges de signe opposé, répulsive pour des charges identiques ; c'est le fondement de l'électrostatique et l'ancêtre direct du champ électrique.

## Applications pratiques en électrotechnique

| Application | Mécanisme coulombien | Paramètre clé |
|---|---|---|
| Précipitateur électrostatique (filtre à particules) | Charge des particules par couronne → force coulombienne vers l'électrode collectrice | Tension de couronne : 30 à 100 kV selon la géométrie fil-plaque |
| Photocopieur / imprimante laser | Zones déchargées du drum photosensible attirent le toner chargé négativement | Résolution : densité surfacique de charge sur le drum ≈ quelques nC/cm² |
| Condensateur plan | Loi de Coulomb + théorème de Gauss → E = σ/ε₀ (densité surfacique de charge σ) | σ = Q/A → détermine la capacité C = ε × A / d |
| Isolation câble HTA (milieu diélectrique) | Force réduite par εr du diélectrique : F = k × q₁ × q₂ / (εr × r²) | PVC : εr ≈ 3 ; XLPE : εr ≈ 2,3 → champ et force divisés par εr |

## Rôle de la constante diélectrique en câblage

Dans un milieu matériel (isolant d'un câble, résine d'enrobage), la permittivité effective vaut ε = ε₀ × εr. La loi de Coulomb s'écrit alors :

F = (1 / 4πε₀εr) × (q₁ × q₂ / r²)

Pour du PVC (εr ≈ 3), la force et le champ électrique entre deux charges dans l'isolant sont divisés par 3 par rapport au vide. Conséquences pratiques :

- Un isolant à εr élevé permet de réduire l'épaisseur d'isolation pour la même tenue en tension.
- À l'inverse, un εr élevé augmente la capacité linéique du câble (C' = 2πε / ln(r₂/r₁)) et donc le courant capacitif en ligne longue HTA, ce qui peut être gênant pour les câbles très longs.
- Le XLPE (εr ≈ 2,3) est préféré au PVC (εr ≈ 3) en HTA car son énergie diélectrique stockée est plus faible, ce qui réduit les pertes diélectriques (tan δ).

Pour aller plus loin sur les règles de conception des installations BT, la [norme NF C 15-100](https://www.installation-renovation-electrique.com/normes-electriques/norme-electricite-nf-c-15-100/) fixe les distances minimales et les sections de câbles en fonction des niveaux de tension.

 **✔ Bon à savoir : précipitateur électrostatique**
 Le précipitateur electrostatique (filtre ESP) est l'application industrielle directe de la loi de Coulomb : les particules de fumée ou de poussière sont d'abord chargées par effet couronne dans une zone d'ionisation, puis transportées par la force coulombienne vers des plaques collectrices à potentiel opposé. L'efficacité de collecte dépasse 99 % pour les particules > 1 µm. On trouve des versions domestiques dans certains purificateurs d'air. 

## Questions fréquentes sur la loi de Coulomb

### La loi de Coulomb s'applique-t-elle aux conducteurs en régime alternatif ?

En régime alternatif basse fréquence (50 Hz), la loi de Coulomb reste valide pour calculer le champ électrostatique instantané. Aux fréquences élevées (radiofréquences, micro-ondes), les effets de propagation et de retard entrent en jeu et il faut utiliser les équations complètes de Maxwell. En pratique, pour tout ce qui concerne l'installation BT 50 Hz, la loi de Coulomb et ses dérivées ([loi de Gauss](https://www.installation-renovation-electrique.com/glossaire-electricite/loi-gauss-electricite/ "Loi de Gauss (électricité)"), champ uniforme) suffisent.

### Pourquoi la loi de Coulomb parle-t-elle de « charges ponctuelles » alors que les conducteurs sont étendus ?

La loi de Coulomb est exacte pour deux charges ponctuelles (dimensions négligeables devant r). Pour des charges réparties sur un conducteur étendu, on intègre la contribution de chaque élément de charge dq. Par symétrie (théorème de Gauss), une sphère chargée uniformément se comporte à l'extérieur comme une charge ponctuelle concentrée en son centre — c'est pourquoi la formule E = Q/(4πε₀r²) s'applique aussi à un conducteur sphérique de rayon a pour r > a.

### Comment la loi de Coulomb explique-t-elle les dégâts de la foudre sur une installation ?

Un éclair transporte typiquement 5 à 30 C en quelques microsecondes. La densité de charge extrême crée localement des champs électriques dépassant largement 3 MV/m (rigidité de l'air), ce qui permet la propagation du canal ionisé. À l'impact, la force coulombienne entre la charge du canal et les charges induites sur les conducteurs proches génère des surtensions pouvant atteindre plusieurs mégavolts. Les parafoudres et les liaisons équipotentielles détournent ces énergies vers la terre avant qu'elles n'atteignent les équipements sensibles.

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*Source : [www.installation-renovation-electrique.com](https://www.installation-renovation-electrique.com/glossaire-electricite/loi-coulomb/)*