Carillon électrostatique

Auteur avatarIsabelle BARLIER | Dernière modification 30/03/2020 par I.barlier

Fabriquer un carillon fonctionnant à l'électricité statique
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Étape 1 - Préparer le matériel

• Prépare une boule en aluminium ainsi que deux socles en polystyrène expansé.

• Découpe ensuite deux carrés de papier cartonné. Leur dimension doit être d'environ deux fois le diamètre de la boule, ni trop petit, ni trop grand.

• Sur une face de chacun des carrés, colle une feuille d'aluminium.

Attention ! Un seul des côtés doit être recouvert d'aluminium.




Étape 2 - Montage du dispositif

• Taille des encoches dans un socle de polystyrène, puis y enfonce les deux carrés face à face (les surfaces couvertes d'aluminium doivent être face à face).

• Recouvre la boule de papier aluminium en mettant une des extrémités du fil sous celui-ci, avec un peu de colle, pour pouvoir ensuite la suspendre à une paille dans laquelle a été taillée une encoche. Plante ensuite la paille dans le socle restant.

• Dispose la boule suspendue entre les deux plaques, sans qu'elle ne les touche.




Étape 3 - L'expérience

• Frotte un objet en plastique, ici une paille, tu peux le faire aussi avec une règle, avec un vêtement et approche-le d'un des carrés, puis éloigne-le.

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

La boule bouge d'un carré à l'autre lorsque l'on approche ou écarte la paille !

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Pour observer aisément le phénomène, il ne faut pas de courant d'air dans la pièce, pour que la boule ne bouge pas lorsque l'on n'approche pas la paille.

Attention, un taux d'humidité trop important empêchera le bon fonctionnement du phénomène.

Explications

Après avoir été frottée contre un vêtement, la paille possède des propriétés statiques : elle est chargée négativement. En l'approchant d'une des plaques, elle permet la répartition des charges positives et négatives sur l'ensemble du montage, ce qui a pour conséquence d'attirer d'un côté ou de l'autre la boule d'aluminium.

Le polystyrène est important car il sert d'isolant, afin que les électrons ne se déplacent pas n'importe où.

Plus d'explications

• Comme dit précédemment, la paille est chargée négativement. Lorsqu'on approche celle-ci du côté d'une plaque, celui-ci va se charger positivement, les charges négatives se repoussant entre elles. Ces dernières vont donc se retrouver de l'autre côté de la plaque (le côté avec l'aluminium). L'influence de la première plaque sur la boule va reproduire le même phénomène sur celle-ci qui elle-même va le reproduire sur la seconde plaque avec tout de même moins de charges. L'attraction étant plus puissante vers la première plaque, grâce à la quantité de charges plus importante, la boule s'y dirige.


Carillon electrostatique Carillon1.jpg


• Lors du contact de la boule chargée positivement et de la plaque chargée négativement, il y a un transfert de charges du fait que les deux forment un seul conducteur : la boule devient chargée négativement. Elle est ensuite attirée de la même manière vers la seconde plaque pour y subir le même phénomène, et sa charge change de signe. Cela se reproduit tant que les charges des plaques sont assez fortes et différentes pour attirer la boule.


Carillon electrostatique Carillon2.jpg


Carillon electrostatique Carillon3.jpg


• Enfin, lorsque l'on retire la paille, la première plaque répartit ses charges positives sur toute sa surface, ce qui a pour effet d'attirer à nouveau la boule, pour qu'elle puisse faire encore quelques allers-retours jusqu'à atteindre un équilibre.


Carillon electrostatique Carillon4.jpg


Applications : dans la vie de tous les jours

Ce genre de phénomène électrostatique est très fréquent dans la vie courante. Par exemple, n'as-tu jamais eu les cheveux électriques, attirés par ta main ou les dossiers de fauteuil ? C'est exactement le même phénomène que celui présenté ici. Cette réaction est également due au déplacement des charges négatives des matières : les électrons.


Dernière modification 30/03/2020 par user:I.barlier.

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