Exemple de charge électrique

La Charge électrique c'est une force possédant une particule subatomique, soit un proton, un neutron ou un électron, et qui influence un autre proton, neutron ou électron, soit en l'attirant soit en le repoussant.

La théorie atomique moderne de la matière soutient que tout les substances sont constituées d'atomes et de molécules. Les atomes sont constitués de particules élémentaires appelées électrons, protons et neutrons.

Au centre de l'atome se trouve le noyau et c'est là que se trouvent les protons dont la charge électrique est positive (+) et les neutrons à charge électrique nulle. Les électrons tournent autour du noyau et ont une charge électrique négative (-).

Lorsqu'un atome perd des électrons, il reste chargé positivement. S'il gagne des électrons, il est chargé négativement.

Un atome de matière est dans un état neutre ou non chargé car il contient le même nombre de protons dans son noyau que d'électrons autour de lui.

La capacité des corps à attirer d'autres objets après avoir été frottés avec un vêtement en laine ou en soie est connue sous le nom de « portage ».

Lorsque deux substances ou corps différents se frottent l'un contre l'autre, l'un d'eux perd des électrons, restant avec une charge électrique négative, tel est le cas du frottement des cheveux avec un peigne ou un ballon; le cheveu perd des électrons et le peigne en gagne, la charge électrique produite par ce déséquilibre s'appelle électricité statique ou on dit que le cheveu s'électrise; Cet exemple permet de mieux comprendre la loi de conservation de la charge, qui dit :

"La Charge Électrique totale de l'Univers est d'une grandeur constante, elle n'est ni créée ni détruite"

Lorsqu'un corps est électrisé par frottement, la charge n'est pas créée, puisqu'elle a toujours été là, ni de nouveaux électrons produits, ils ne font que passer d'un corps à l'autre.

L'électrification des corps peut être vérifiée à travers des phénomènes qui sont observés quotidiennement, par exemple lorsqu'un objet métallique est touché un contact électrique est ressenti, c'est parce que l'objet est chargé électriquement et lorsque vous le touchez, la charge électrique se met à la terre à travers l'objet lui-même Corps.

Interaction entre les charges électriques

Lorsque les corps sont électrifiés, ils acquièrent des charges électriques qui peuvent être de deux types: positif ou négatif, selon le matériau dont sont faits les corps. Pour le vérifier, l'expérience Electric Pendulum est réalisée. Un pendule électrique est une sphère de polystyrène ou de liège accrochée au moyen d'un fil à un support.

Si vous frottez une tige en plastique avec un morceau de laine et rapprochez la tige de la sphère en polystyrène du pendule, la tige attirera la sphère; après avoir été en contact avec la tige pendant un moment, la sphère sera repoussée par la tige.

Une partie de la charge a été transférée de la barre à la sphère et les deux objets sont chargés de la même manière.

Si la même expérience est faite, mais qu'au lieu de la tige en plastique, une tige de verre est utilisée et frottée avec un morceau de soie, les mêmes résultats seront observés.

Mais si la sphère du pendule électrique est chargée avec la tige en plastique et une autre sphère d'un autre pendule électrique avec la tige verre et les deux sphères en polystyrène s'approchent, on observe qu'il y a une attraction entre elles, on peut donc conclure Quoi les charges électriques produites par les barres en plastique et en verre sont opposées.

Il a été démontré que tous les matériaux électrifiés peuvent être divisés en deux groupes: ceux avec un charge telle que celle produite par la tige de verre et celles ayant une charge telle que celle produite par la tige de verre Plastique. Par convention il a été établi que ceux qui se comportent comme le premier groupe ont une charge positive (+) et ceux qui se comportent comme le deuxième groupe ont une charge négative (-) et sur cette base, on peut affirmer la "Première loi de l'électrostatique":

"Les charges de même signe se repoussent et les charges de signe opposé s'attirent"

Unités de mesure de la charge électrique

Dans le Système international d'unités, qui est le système le plus pratique pour l'étude de l'électricité, l'unité de Charge est exprimée en Coulombs (C).

Par définition: Un Coulomb est la charge transférée en une seconde à travers n'importe quelle section transversale d'un conducteur, par un courant constant d'un Ampère (1 A).

En comparant la charge de 1 Coulomb avec la charge d'un électron, on a :

1C = 6,25 x 10⁸ électrons

La charge d'un électron exprimée en Coulombs est :

1 e = -1,6 x 10^-19 C

Une autre unité de mesure des charges est le microCoulomb (μC), et son équivalence en Coulombs est :

1 C = 1 x 10^-6 C

Exemples de charge électrique

Celui obtenu en frottant entre une tige de verre et un tissu de soie

Celui obtenu en frottant une barre de plastique avec un morceau de laine

Celui qui arrive en passant un peigne dans les cheveux

Celui qui se produit lorsqu'un ballon est frotté contre les cheveux

Lorsqu'on enlève un pull, il y a un saut d'électrons. Vu dans le noir, des étincelles sont détectées

Lorsqu'une main est placée sur une surface métallique électrifiée, les électrons pénètrent dans la peau.

Un ballon chargé colle au mur. Les électrons sautent vers le mur et le ballon tombe lorsque l'échange est terminé.

Si un tube en PVC est frotté avec un chiffon, les électrons resteront flottants dans le tube.

Les sphères en polystyrène adhèrent également aux tuyaux en PVC chargés.

Les confettis et le papier finement divisé sont attirés par les surfaces chargées et sont même difficiles à enlever.