PRINCIPE DE SUPERPOSITION
Considérons trois charges ponctuelles q1, q2 et q fixées respectivement en P1, P2 et M (Figure 2).
Quelle est la force
que subit la charge q placée en présence des charges q1 et q2 ?
La loi de Coulomb permet de calculer la force
subie par la charge q lorsqu’elle est uniquement en présence de q1. On peut de la même manière calculer
, force subie par q lorsque seule q2 est en présence de la charge q.
L’expérience montre que la forcesubit par q lorsqu’elle est en présence des deux charges q1 et q2 est la somme vectorielle des forceset:
Ce résultat est vérifié quel que soit le nombre de charges en présence. La forcesubie une charge q placée en M, en présence de n chargées q1, q2, ..., qi, ...,qn fixées en P1, P2, ..., Pi, ..., Pn est la somme vectorielle des forces dues à l’interaction de chacune des charges avec q, calculées séparément :
Cette expression exprime le principe de superposition. la force totaledue
à un ensemble de charges est la somme vectorielle de l’effet de chaque
charge prise individuellement. Ce qui suppose que la force s’exerçant
entre deux charges n’est pas modifiée par la présence d’une troisième
charge. Il y a donc indépendance des effets : la solution est simplement
la somme des solutions calculées pour chaque couple de charges. Il en
résulte que les équations de l’électrostatique sont des équations
linéaires. Le principe de superposition s’applique aux phénomènes
électromagnétiques : les équations de Maxwell, équations de base de
l’électromagnétisme sont des équations linéaires.
Cependant, il ne faut pas en déduire que c’est un principe général en physique. En effet, le principe de superposition ne s’applique pas toujours ; par exemple, dans le domaine atomique ou subatomique, des effets quantiques de nature électromagnétique, non linéaires peuvent apparaître.
