Rappel sur les atomes Protons p + Neutrons n 0. Les objets sont faits de différents matériaux ou de diverses substances.

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Module Module 3 3 Électricité

statique

Rappel sur les atomes

• Protons p +

• Électrons e- Électrons e-

• Neutrons n

⁰

• Toute matière est faite d’atomes et est composée

Rappel:

d’atomes et est composée d’électrons (e-), de

protons (p+) et de neutrons (nº).

L’électricité statique fait référence aux charges

électriques fixes à la surface 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 isolants conducteurs

P.297

• C’est une substance qui accumule les charges sur sa surface à l’endroit où

Un isolant Un isolant

sa surface à l’endroit où on la frotte.

•La circulation des électrons d’un atome à un autre ne

se fait pas

facilement (les

fait pas

facilement (les électrons sont fixes à la surface).

Exemples de substances isolantes:

•Caoutchouc

•Bois

•Verre

•Cire

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Un conducteur

•C’est une substance qui permet aux charges de se déplacer librement (retient déplacer librement (retient mal ses électrons).

Exemples de substances conductrices.

•Argent •Fer

•Argent

•Or

•Aluminium

•Fer

•Cuivre

•Eau salée

Isolant et conducteurs chargés

- - - - - -

- - - - -- - - -

- - - - - - - -

Isolant Conducteur 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-à-dire, ses charges, c’est-à-dire, comment s’électrise-t-il

?

Les trois façons d’électriser les objets 1.Par friction ou

1.Par friction ou frottement 2.Par contact 3.Par induction

1. Électrisation par friction ou frottement

• Un objet neutre qui devient chargé ou devient chargé ou électrisé lorsqu’il est frotté contre un autre objet.

+-+-+-+-+-+-+- +-+-+-+-+-+-+

+-+- +-+-

Ex:Avant un frottement si 2 objets sont neutres

+-+-+-+-+-+-+

+-+

+-+-

1000 (+) 1000 (-)

Après un frottement

+- - - -+- +- -+- -+- -+

+-++

+-++-

Objet chargé positivement

+- -+- -+- -+

1000 (+) 900 (-)

1000 (+) 1100 (-)

+-++- +-+++

Objet chargé négativement

•L’objet qui obtient des charges négatives devient chargé

négativement, tandis que l’objet qui perd des électrons l’objet qui perd des électrons devient chargé positivement.

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Exemples:

• Un peigne passé dans les cheveux acquiert une charge négative et les cheveux, une charge positive.

charge positive.

• Se frotter les pieds sur du tapis, on acquiert une charge

négative.

Lequel va acquérir des charges Lequel va acquérir des charges

négatives négatives ? ?

Ces deux objets ont été frotté l’un contre l’autre.

négatives négatives ? ?

J’attire bien les

électrons. Je n’attire pas bien les

électrons.

2. Électrisation parcontact

• C’est l’électrisation d’un objet neutre en touchant cet objet avec un objet cet objet avec un objet chargé soit positivement ou négativement.

Questions

•Pourquoi reçoit-on parfois, mais pas toujours, une décharge électrique en 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 sur les fibres du tapis, il se produit un transfert de charges électriques (charge créée par friction). Tu deviens chargé négativement (-).

(suite ⇒)

Une poignée de porte est habituellement neutre. Si tu la touches (contact), les

électrons en trop sur ton corps électrons en trop sur 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 étincelleparce que le partage étincelleparce que le partage des charges est très rapide.

• http://www.youtube.com/watch?v=YA9yEeeJrrY

3. Électrisation par induction

•C’est l’électrisation d’un objet neutre en approchant cet objet d’un objet chargé 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.

(éclair) sur un paratonnerre.

•Pulvérisateur de peinture

•Bâton d’ébonite (démonstration)

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La loi des charges électriques

•Les charges semblables se repoussent. + et + =

- et - =

•Les charges opposées s’attirent. + et - =

Après avoir été frotté, un Après avoir été frotté, un objet chargé attire un objet objet chargé attire un objet neutre (

neutre (objet dont les objet dont les charges sont égales) charges sont égales)..

Réactions des objets chargés Réactions des objets chargés

charges sont égales) charges sont égales)..

Pourquoi?

Réponse Réponse

Question de renforcement

• Pourquoi lorsqu’on frotte un ballon sur nos cheveux, celui-ci peut coller sur le celui-ci peut coller sur le mur?

Deux objets chargés peuvent se Deux objets chargés peuvent se

repousser l’un l’autre.

Pourquoi 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-ste-

foy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/29/NYB/

Theorie/electroscope.swf

• Les objets chargés peuvent produire des décharges électriques car ils ont un surplus de

charges.

charges. Quel phénomène Quel phénomène

naturel produit une

décharge?

(5)

La foudre

• http://www.hydroquebec.com/comprendre/q uest-ceque/nature/index.html

C’est un éclair de lumière vive causé par la décharge

La foudre

vive causé par la décharge d’électricité entre les

nuages ou entre les nuages et le sol.

Des charges négatives s’accumulent dans le bas des 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

• Ensuite, il se produit une énorme décharge

électrique entre les nuages et le sol.

• Les charges électriques auront tendances à cibler les objets les plus hauts, surtout les bons conducteurs.

Pourquoi?

Réponse

La mise à terre

• La mise à terre veut tout simplement dire relier un conducteur au sol.

conducteur au sol.

Ex: Paratonnerres Lire p.315

Exemple: lire p.312

• Certains ordinateurs,

appareils électriques comme les cuisinières, les

réfrigérateurs, les laveuses les cuisinières, les

réfrigérateurs, les laveuses les sécheuses doivent être reliés à la terre.

•Un camion-citerne

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Sécurité :

Pourquoi fait-on la mise à la terre?

Sécurité :

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.

grande charge au cadre.

•En touchant la poignée, une personne va recevoir une décharge électrique (qui peut tuer). Par contre si le

réfrigérateur est mis à la terre, réfrigérateur est mis à la terre, la charge est transmise à la terre.

Sans mise à terre Avec mise à terre