Sciences 9 Unité 3: L’électricité Chapitre 7: Les charges électriques et le transfert d’électrons

7.1 Les charges électriques C’est ce que possède un objet qui a été chargé par frottement. En frottant certains matériaux avec de la laine, ces matériaux pouvaient ensuite attirer de petites fibres ou poussières. Cette attraction est le produit d’une charge électrique.

Les charges La matière est faite de minuscules particules appelées atomes. Ensuite, ces atomes sont faits des particules subatomique: les protons, les neutrons et les électrons. Noyau: charge positif Couches: charge négatif Atome: neutre si le # de protons=# d’électrons

Le noyau vibre mais reste dans la même place Le noyau vibre mais reste dans la même place. Donc, les protons et neutrons restent au centre de l’atome. Par contre, les électrons déplacent librement. … Tous les matériaux solides chargés le sont devenus par un transfert d’électrons.

Les charges positives et négatives dans l’atome Si un électron est retiré d’une atome neutre, une charge négative élémentaire est enlevée. L’atome contient plus de charges positives que de charges négatives. Un atome, ou tout autre objet, contenant plus de protons que d’ électrons est chargé positivement. Si un électron est ajouté à un atome neutre, le nombre de charges élémentaires négative augmente. L’atome contient plus de charges négatives que de charges positives. Un atome, ou tout autre objet, contenant plus d’ électrons que de protons a donc une charge négative.

Le frottement et le transfert d’électrons En frottant deux objets l’un contre l’autre, on peut provoquer un transfert d’électrons d’un objet à l’autre. Vidéo: https://www.youtube.com/watch?v=jWuExD7zCD4

Le frottement et le transfert d’électrons (cont) L’acétate est un type de plastique. Si on frotte l’acétate contre la serviette en papier, des électrons passeront du papier à l’acétate. Regarde figure 7.3 page. 230 du livre. Activité: Réfléchis bien page 231 – partie 1 Questions à faire: 1 à 6 page 231.

Les isolants Les isolants sont des matériaux dans lesquels les charges ne peuvent pas se déplacer facilement. Les électrons enlevés d’une partie d’un isolant ne sont pas remplacés par d’autres électrons. Le verre, le plastique, la céramique et le bois sec sont des bons isolants.

Les conducteurs Les conducteurs sont des matériaux dans lesquels les électrons peuvent se déplacer librement. Les métaux, comme le cuivre et l’aluminium, sont des bons conducteurs parce que leurs atomes possèdent au moins un électron facilement transférable.

La mesure de la charge électrique L’unité de mesure de la charge électrique est le coulomb. Nommé après un physicien français Charles Augustin de Coulomb. Pour produire un charge de un C (coulomb), il faut ajouter ou retirer 6,25 X 1018 électrons. Un éclair transporte en moyenne une charge de 5 C à 25 C du charge négative.

La production d’une charge électrique Dans la nature, on trouve souvent des situations où un objet est chargé électriquement par frottement. La charge électrique des nuages qui provoque la foudre est causée par le frottment de l’air chaud montant rapidement dans les gros nuages.

Générateur van de Graff La première «machine à foudre» a été inventée en 1931 par un physicien américain, Robert van de Graff. Cet générateur utilise le frottement pour accumuler une charge électrique importante sur un dôme de métal. Une courroie en mouvement transporte une charge électrique de la base du générateur vers le haut, où elle est collecté sur le dôme. Regarde figures 7.5 et 7.6 page 233.

Les applications de l’électrostatique Il y a plusiers applications utiles d’électrostatique: Les pellicules d’emballage en plastique tiennent en place grâce à l’électrostatique L’électrostatique sert à réduire la pollution de l’air. Certains dispositifs placés dans les cheminées utilisent une charge électrique pour enlever les particules de poussière et de fumée. Les ioniseurs d’air qui rafraîchissent l’air dans les maisons fonctionnent de la même manière.

Les dangers de l’électrostatique L’opération appèlé mise à la terre est quand un câble, qui est un conducteur, permettant à toute charge électrique en excès de s’écouler vers la terre et ainsi de décharger l’objet (deviennent neutre) Les camions-citernes qui livrent le carburant de doivent pas avoir d’électrostatique avant de transvider le carburant. Un cable est relié aux objets avant le pompage. Une simple étincelle pourrait provoquer une explosion.

7.2 La force électrique La force est définie comme un traction ou une poussée. Ex: Quand tu lances un ballon de basket-ball, tu exerces une force sur le ballon. Un force de contact est une force qui agissant seulement entre des objets qui sont en contact.

La force électrique (cont) La force électrique est une force qui attire ou repousse des objets chargés. (Voir figure 7.9 page 238) Un force à distance est une force qui peut s’exercer sur un objet sans avoir le contact avec celui-ci. La force électrique est un exemple de force à distance.

Les propriétés des charges électriques Les propriétés des charges électriques ont été établies à partir d’expériences similares. Selon ces propriétés: Les charges de même signe se repoussent Les charges de signes opposés s’attirent Les objets neutres sont attirés par les objets chargés

Les propriétés des charges électriques (cont) Charles Augustin de Coulomb a observé que la force électrique est proportionelle à la charge. Si on augmente la valeur de la charge électrique, on augmente aussi la force électrique. Si on diminue la valeur de la charge électrique, on diminue la force électrique. Si on augmente la distance entre les objets chargés, on diminue la force électrique.

La charge par conduction Charger un objet neutre en le mettant en contact avec un objet chargé est appelé charge par conduction. La charge par conduction transfère les électrons. Regarde figure 7.11 page 239.

La charge par induction Quand un objet a un charge temporaire à cause d’un objet proche (sans le toucher) c’est la charge par induction. La charge par induction ne transfère pas les électrons. Regarde figure 7.12 page 240.

L’électrostatique en action Les photocopiers utilisent une image produite par l’électrostatique pour attirer l’encre. Regarde figure 7.14 page 241.