Chapitre 5 Flashcards
Électricité et charges électriques
Électricité : ensemble phénomènes provoqués par charges positives et négatives
Charges électriques :
- propriétés des protons + électrons → protons positifs et électrons négatifs
- charges électriques proton + électrons même sauf signes contraires
- protons fortement retenus dans noyau → pas transférables
- électrons de valence transférables d’un atome à l’autre
→ corps chargé négativement : surplus électrons
→ corps chargé positivement : déficit d’électrons
- unité de mesure : coulomb (C) → 1 coulomb = charge de 6,25 x 10 à la 18 électron/proton
- symbole : q/Q
- 1 coulomb = multitudes de charge élémentaire → charge de 1 électron/proton
- charge électrique : charge de 1 électron/proton = 1,602 x 10 à la -19 C
Force d’attraction et de répulsion électrique :
- Charges électriques de même signe se repoussent
- charges électriques de signes opposés s’attirent
- force qui permet attraction/répulsion entre charges = force électrique
- charges électriques pas créées ni détruites → seulement transférées d’un corps à l’autre + neutre = autant protons que électrons → Loi de la conservation de la charge
Électrisation
Électrisation : créer déséquilibre des charges dans la matière
- majorité objets électriquement neutre → NB égal charge positives (protons) + négatives (électrons)
- peut donner charge à certains objets en transférant électrons → électriser la matière
- classer matière selon comportement lors d’un transfert de charges électriques : conducteur, semi-conducteurs, isolants
Conducteur
Conducteur : substance qui permet aux charges de circuler librement
- électriser conducteur métallique isolé → électrons circulent rapidement → s’éloignent ++ possibles les uns des autres → nouvel équilibre où intérieur conducteur neutre + charges réparties uniformément à surface
- électriser conducteur métallique dans un circuit → force électrons à dériver selon 1 direction → électrons poussent les uns sur les autres → déplacement des charges dans circuit
→ charger conducteur métallique : noyaux des atomes des métaux = faible attraction sur électrons de valence → facilement passer atome à l’autre
- métaux (cuivre, or), solutions électrolytique (ions)
Solutions électrolytique
Solutions électrolytique
- ions (particules avec charge électrique)
- électrodes dans solutions électrolytiques : ions positifs + négatifs déplacement vers borne négative + positive
→ conducteur
Isolant
Isolant : substance qui ne permet pas aux charges de circuler librement
- électriser isolant → charges demeurent même endroit
- isolants retiennent fortement leurs électrons de valence → ++ difficultés à quitter atome
- non-métaux, bois, plastique, verre, papier, céramique, caoutchouc, soie, l’air, cristaux
Semi-conducteurs et Supraconducteur
Semi-conducteurs
- conductibilité varier selon différents facteurs
- utilisés en électronique → transistors
- métalloïdes + carbone + silicium
Supraconducteur :
- permet aux charges de circuler sans contrainte (résistance)
- refroidi à des températures très basses
Les champs électriques
- région de espace où force électrique d’un corps chargé peut agir sur un autre corps chargé
- tout corps chargé placé proche d’un autre corps chargé soumis à force électrique → agir à distance
- invisibles, représenté par lignes de champ électrique montrant direction force que subira charge positive placée dans ce champ
→ conventionnellement : lignes de champs électriques s’éloignent charges positives + s’approchent charges négatives
⇒ particules négatives dans champ = force électrique sens opposé au champ
⇒ particules positives dans champ = force électrique même sens au champ - lignes se touchent jamais
- intensité maximale proche des charges → lignes ++ rapprochées
- champ intense, + lignes nombreuses et rapprochées
- champs électriques 2 mêmes charges s’opposent + 2 charges contraires s’attirent
Électricité statique
- ensemble phénomènes liés aux charges électriques au repos accumulées en un point donnée, suite à transfert d’électrons d’un corps à l’autre
- Électroscope à feuille permet détecter électricité statique : toucher la sphère avec objet chargé → charge transmise à tige métallique → 2 feuilles bout tige acquièrent même charges → repoussent
- objets électrisés pas pour éternité
- déchargent lentement en se combinant molécules d’eau dans air ambiant → effet électricité statique moins fréquents en temps humide
- déchargent rapidement : 2 objets signes contraires à proximité/en contact → décharge électrique → parfois étincelle : électrons traverser air qui chauffe + devient lumineux
Électrisation de la matière
Par frottement
- frotter 2 corps neutres → certains atomes arrachent électrons des autres atomes → 2 corps chargés de signes contraires
- dépend affinité à recevoir/donner électrons → série électrostatique : liste indiquant force d’attraction des matériaux pour les électrons quand entrer contact avec autres matériaux
Par conduction
- contact entre objet électrisé + objet neutre → charges se partagent entre 2 objets → 2 corps chargés de mêmes signes MAIS charge + faible que objet chargé de départ
Par induction
- sans contact var forces électriques agissent à distance
- approche objet électrisé + objet neutre → charges signes opposés s’accumulent progressivement du côté du second objet qui fait face à l’objet chargé/séparation des charges dans objet non chargé
- Si second objet = conducteur → NB égal de charges inverses s’accumulent de l’autre côté → Loi conservation de la charge
- Si second objet = isolant → charges contraires se neutraliseront dès éloignement objet chargé
Induction = séparation charges dans conducteur neutre
- si objet est isolé : redeviendra neutre dès objet chargé s’éloigne → charges contraires se neutraliseront mutuellement
- si objet contact avec conducteur : partie charges accumulées côté conducteur : transférées par conduction → éloignement objet chargé = objet portera charge signe contraire
Loi de Coulomb
- force exercée entre 2 particules immobiles électriquement chargées directement proportionnelle au produit de leur charge et inversement proportionnelle au carré de leur distance
- seulement pour charges au repos
Formule :
Fé = kq1q2/r2
Fé = force électrique (N)
k = constante de Coulomb 9 x 10 à la 9 Nm2/C2
q1 = charge de la 1ère particule (C)
q2 = charge de la 1ère particule (C)
r = distance entre 2 particules (m)
