Module 3 L électricité
L électricité statique
http://www.atpiq.org/documents/bulletins/statique.wmv vidéo http://www.youtube.com/watch?v=0gnukp_7-40
Rappel sur les atomes Protons p + Électrons e- Neutrons n 0
Rappel: Toute matière est faite d atomes et est composée d électrons (e-), de protons (p+) et de neutrons (nº).
Définition: L électricité statique : ce sont les charges électriques fixes à la surface d un objet.
Les objets sont faits de différents matériaux ou de diverses substances. Certains matériaux retiennent moins bien leurs électrons (e-) que d autres.
Les charges sur certains matériaux: isolants conducteurs P.297
Un isolant C est une substance qui accumule les charges sur sa surface à l endroit où on la frotte.
les électrons ne circulent PAS facilement. (les électrons sont fixes à la surface)
Exemples de substances isolantes: Caoutchouc Bois Verre Cire
Un conducteur C est une substance qui permet aux charges de se déplacer facilement. (retient mal ses électrons)
Exemples de substances conductrices. Argent Or Aluminium Fer Cuivre Eau salée
Isolant et conducteurs chargés - - - - - - Isolant Les charges sont fixes à l endroit où l objet a été chargé. - - - - -- - - - - - - - - - - - - - Conducteur Les charges se répartissent sur toute la surface de l objet après avoir été chargé.
Comment un objet gagne t-il ou perd t-il ses charges, c est-àdire, comment s électrise-t-il?
Les trois façons d électriser les objets 1.Par friction ou frottement 2.Par contact 3.Par induction
1. Électrisation par friction ou frottement Un objet neutre est chargé lorsqu il est frotté contre un autre objet.
Ex:Avant un frottement si 2 objets sont neutres +-+- +-+- +-+ +-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+ 1000 (+) 1000 (-) 1000 (+) 1000 (-)
Après un frottement Objet chargé positivement +-++ +-++- +-+++ 1000 (+) 900 (-) +- - - - - -+- +- -+- -+- -+ Objet chargé négativement 1000 (+) 1100 (-)
L objet qui obtient des charges négatives devient chargé négativement, tandis que l objet qui perd des électrons devient chargé positivement.
Exemples: Un peigne passé dans les cheveux acquiert une charge négative et les cheveux, une charge positive. Se frotter les pieds sur du tapis, on acquiert une charge négative.
Ces deux objets ont été frotté l un contre l autre. Lequel va acquérir des charges négatives? J attire bien les électrons. Je n attire pas bien les électrons.
2. Électrisation par contact un objet touche un autre objet chargé soit positivement ou négativement.
Questions Pourquoi reçoit-on parfois, mais pas toujours, une décharge électrique en touchant à une poignée de porte?
Exemple no 1 Lorsque tu frottes tes pieds sur les fibres du tapis, il se produit un transfert de charges électriques (Charge crée par friction). Tu deviens chargé négativement (-). (suite )
Une poignée de porte est habituellement neutre. Si tu la touche (contact), les électrons en trop de ton corps seront transférés à la poignée. (Électrons vont sauter de ta main à la poignée de porte)
La charge transmise par contact à la poignée est négative. D ailleurs, il se produit une étincelle parce que le partage des charges est très rapide.
3. Électrisation par induction C est l électrisation d un objet neutre en approchant cet objet d un objet chargé sans qu il y ait contact entre ces deux objets.
Exemples La décharge de la foudre ( éclair) sur un paratonnerre. Subir un choc en s approchant d un objet métallique sans le toucher Cheveux et poils qui lèvent
La loi des charges électriques Les charges semblables se repoussent. + et + = - et - = Les charges opposées s attirent. + et - =
Réactions des objets chargés Après avoir été frotté, un objet chargé attire un objet neutre (objet dont les charges sont égales). Pourquoi?
Réponse La surcharge positive ou négative de l objet électrisé attire les charges opposées de l objet neutre.
Question de renforcement. Pourquoi lorsqu on frotte un ballon sur nos cheveux, celui-ci peut coller sur le mur?
Réponse Le ballon frotté acquiert des électrons de nos cheveux. Alors, le ballon est maintenant chargé négativement, il est attiré vers le mur qu est neutre
Deux objets chargés peuvent se repousser l un l autre. Pourquoi? Les charges sont semblables Les 2 objets sont chargés (+) ou les deux sont chargés (-).
Instruments utilisés pour l électricité statique. Électroscope Paratonnerre (mise à la terre)
Un électroscope: C est un instrument qui sert à détecter les charges électriques. http://www.cegep-stefoy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/29/nyb/theorie/electrosc ope.swf
Les objets chargés peuvent produire des décharges électriques car ils ont un surplus de charges. Quel phénomène naturel produit une décharge?
La foudre C est un éclair de lumière vive causé par la décharge d électricité entre les nuages ou entre les nuages et le sol.
Main Idea Des charges négatives s accumulent dans le bas des nuages et ces charges repoussent les électrons (-) qui se retrouvent à la surface de la Terre.
La surface de la terre devient chargée positivement. Ensuite, il se produit une énorme décharge électrique entre les nuages et le sol.
Vidéo : Foudre
Les charges électriques auront tendances à cibler les objets les plus hauts, surtout les bons conducteurs. Pourquoi?
Réponse Parce que c est plus facile et plus rapide pour la décharge des électrons. Les charges électriques optent pour le chemin le plus facile.
La mise à terre La mise à terre : veut tout simplement dire relier un conducteur au sol. Ex: Paratonnerres Lire p.315
Exemple: lire p.312 Certains ordinateurs, appareils électriques comme les cuisinières, les réfrigérateurs, les laveuses les sécheuses doivent être reliés à la terre.
Pourquoi fait-on la mise à la terre? Pour prévenir les accidents tels les décharges électriques.
Par exemple, à l intérieur d un réfrigérateur, un fil devient lâche et touche la carrosserie, il peut transmettre une très grande charge au cadre.
En touchant la poignée, une personne va recevoir une décharge électrique. (peut tuer). Par contre si le réfrigérateur est mis à la terre, la charge est transmise à la terre.