Electrostatique Flashcards
(17 cards)
Quels sont les 3 types de matières face au transport de charges électriques ?
- Isolant (ou diélectrique)
- Conducteur
- Semi-conducteur
Qu’est-ce qu’un isolant ?
Les charges ne peuvent se déplacer
Exemples : Plastique, caoutchouc, papier, air.
Qu’est-ce qu’un conducteur ?
Les charges peuvent se déplacer
Exemples : Métaux.
Qu’est-ce qu’un semi-conducteur ?
Les charges peuvent se déplacer à condition d’apporter un supplément d’énergie au matériau ou de le doper
Décrire la force de Coulomb.
La force que deux charges exercent l’une sur l’autre :
* Répulsive si charges de même signe
* Attractive si charges de signes opposés
Que se passe-t-il quand on place un conducteur dans un champ électrique ?
Puisque les charges du conducteur sont libres de s’y déplacer, elles vont se répartir de manière polaire, les charges positives se déplaçant dans le sens du champ, les charges négatives en sens opposé. Le mouvement des charges ne s’arrêtera que quand elles ne subiront plus de force électrique, c’est-à-dire quand le champ extérieur sera compensé par le nouveau champ électrique dû à la nouvelle répartition des charges. En conséquence, le champ électrique à l’intérieur du conducteur placé dans un champ électrique extérieur sera toujours nul, résultat de la superposition de champs opposés.
Quel est le champ électrique à l’intérieur d’un conducteur placé dans un champ électrique extérieur ?
Toujours nul
Qu’est-ce qu’une cage de Faraday ?
C’est un conducteur creux dans un champ électrique qui isole l’intérieur de toute influence électrique.
Que se passe-t-il quand on place un diélectrique dans un champ électrique ?
Les charges électriques ne pourront pas se déplacer dans la matière. La force électrique sera cependant présente, ce qui fait que chaque atome verra ses charges se séparer légèrement, créant de petits champs électriques internes : c’est le phénomène de polarisation de la matière. A l’intérieur du diélectrique, le champ total sera plus faible que le champ extérieur, mais ne sera pas nul.
Que se passe-t-il quand une molécule d’eau est soumise à un champ électrique ?
Comme tous les dipôles électriques elle aura tendance à s’aligner dans le champ électrique, les deux charges dont elle est composée subissant des forces de sens opposé.
Comment expliquer qu’une paille frottée sur un essuie-tout puisse tenir collée au mur ?
Une paille frottée sur un essuie-tout se charges d’électricité statique. Lorsque l’on place la paille contre le mur, le mur joue un roule d’aimant car il se polarise de sorte que les charges opposées à la paille soient celles qui se trouvent le plus « en dehors » du mur, attraction de la paille sur le mur.
Qu’est-ce qu’un condensateur ?
Un condensateur est un dispositif qui permet de stocker de l’énergie et puis de la restituer lorsque celle-ci est sollicitée.
L’horripilation : en chargeant électriquement une personne avec de longs cheveux, ceux-ci se dressent sur la tête.
L’horripilation est le phénomène de redressement des poils lors d’un contact avec une charge électrique (par exemple).
Lorsque des charges passent par le corps (conducteur) elles permettent de faire dresser les cheveux de cette personne car ces charges cherchent à se reposer, puisqu’elles sont de mêmes signes. Elles vont se stocker aux extrémités car elles cherchent à s’éloigner les unes des autres le plus possible.
Une paille électrisée approchée d’un filet d’eau l’attire.
Une paille électrisée est chargées d’électricité statique, l’eau est neutre électriquement.
Supposons que la paille soit chargée positivement. Lorsque l’on approche cette paille, les particules d’eau se placent de telle façon que les charges + sont repoussées par la paille et les — attirées par elle. Le dipôle s’oriente. Plus on approche la paille plus la force d’attraction/répulsion) est grande, cependant, les charges - étant plus proche de la paille que les charges +, la force d’attraction est plus forte que la force de répulsion (somme des forces).
Si on frotte un peigne sur ses cheveux, il pourra attirer de petits morceaux de papier.
Lorsque l’on frotte un peigne dans ses cheveux, il sera capable d’attirer des petits morceaux de papier ou bien de la poussière, un peigne en plastique (isolant) ne sera pas capable de diffuses les charges dans tout le peigne et dans le corps. Les charges positives (supposons) resteront) focalisées sur les pointes du peigne ce qui permettra de développer un petit champ électrique entre les charges + du peigne et les charges - des morceaux de papier. Plus on approche le peigne plus la force d’attraction/répulsion est grande, cependant, les charges — étant plus proche du peigne que les charges +, la force d’attraction est plus forte que la force de répulsion (somme des forces). Les petits morceaux de papier étant très léger, on arrive à les déplacer très facilement) car on n’a pas besoin d’un champ électrique très grand.
Quelle est l’utilité d’un paratonnerre, tige métallique placée au sommet des bâtiments et reliée à la terre par un fil conducteur ?
Le paratonnerre est fait de métal (conducteur), ce qui va attirer la charge électrique du tonnerre car étant toujours placée le « plus proche » possible du ciel. Le conducteur aura la capacité de diffuser) les charges électriques transmissent par le tonnerre, comme ces charges sont électriquement les mêmes, elles ont tendance à se repousser, le meilleur moyen étant de passer par le sol| (conducteur). La foudre n’a donc pas de chance d’électrocuté quelqu’un.
Pourquoi la communion avec un téléphone portable emballé dans du papier aluminium estrelle impossibie ?
Un conducteur (comme l’aluminium) creux en général mis à terre, isole l’intérieur de toute influence électrique, ça se comporte comme la cage de Faraday. Le champ qui se forme est extérieur à l’aluminium. Le téléphone va chauffer car il y a un déplacement de charges dans la cage.
Le champ extérieur sera compensé par le nouveau champ électrique du à la répartition des charges. Le champ électrique à l’intérieur du conducteur soumis à un champ électrique, sera toujours nul, résultat de la superposition des deux champs opposés.
