Qu’est-ce que l’électricité statique ?
Tout objet est fait d’atomes. Un atome a autant de protons que d’électrons : un objet est donc en général neutre. Quand tu frottes deux objets l’un contre l’autre, des électrons passent d’un objet à l’autre. Les protons sont fixés dans le noyau : ils ne se déplacent pas.
Un objet qui perd des électrons se charge positivement, et un objet qui gagne des électrons se charge négativement. La charge ne circule pas dans un fil. Elle reste à la surface, d’où le nom d’électricité statique.
| Objet | Ce qui se passe | Charge |
|---|---|---|
| Pull | Perd des électrons | Positive |
| Ballon | Gagne des électrons | Négative |
| Mur | Ne gagne ni ne perd d’électrons | Reste neutre, mais se polarise |
La charge n’est pas créée. Elle se déplace seulement. Le nombre d’électrons perdus par le pull est égal au nombre d’électrons gagnés par le ballon. Les charges de même signe se repoussent et les charges de signes opposés s’attirent.
Pourquoi un ballon colle-t-il à un mur neutre ?
Le mur n’a pas de charge, mais quand un ballon chargé s’approche, les électrons des atomes du mur s’éloignent un peu du ballon. Le côté positif de chaque atome est tourné vers le ballon et le côté négatif dans le sens opposé. C’est ce qu’on appelle la polarisation.
Le côté positif est plus proche du ballon : l’attraction est donc plus forte que la répulsion. Ainsi, le ballon colle au mur alors que le mur dans son ensemble reste neutre.
Essaie l’expérience du ballon dans l’application Nalukh chem
Frotte le ballon sur le pull et observe comment les charges se déplacent. Ce simulateur est inclus dans l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
- Fais glisser le ballon jaune sur le pull avec ton doigt et frotte-le dans un sens puis dans l’autre. Les charges négatives bleues passent du pull au ballon.
- Lève le doigt. Si tu laisses le ballon chargé dans la moitié droite de la zone, il va tout seul vers le mur. Si tu le laisses dans la moitié gauche, il va vers le pull.
- Choisis un affichage des charges : Toutes les charges montre toutes les charges, Différence montre seulement les charges en excès et Neutre masque les charges.
- Utilise le bouton Retirer le mur pour retirer le mur et le bouton Ajouter le mur pour le remettre.
- Le bouton Réinitialiser les ballons rend les électrons au pull et remet le ballon à sa position de départ.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Choisis l’affichage Différence et frotte le ballon sur le pull. Compte les charges positives sur le pull et les charges négatives sur le ballon. Les deux nombres sont égaux.
- Laisse le ballon chargé dans la moitié droite pour qu’il aille vers le mur. Appuie ensuite sur Retirer le mur. Le ballon revient vers le pull chargé positivement.
- Appuie sur Réinitialiser les ballons, puis place le ballon non chargé à côté du mur. Le ballon ne bouge pas, car le mur ne se polarise pas.
- Compare un ballon frotté quelques fois et un ballon frotté de nombreuses fois. Plus le ballon a de charge, plus il va vite vers le mur.
Où le voit-on dans la vie quotidienne ?
- Quand tu enlèves un bonnet de laine, tes cheveux se dressent : les cheveux et le bonnet frottent l’un contre l’autre et se chargent.
- Quand tu marches sur un tapis et que tu touches une poignée de porte en métal, tu reçois une décharge : la charge accumulée sur ton corps passe d’un coup à la poignée.
- Dans la foudre, une grande quantité de charge accumulée dans un nuage se déplace d’un coup.
Dans l’air humide, la charge quitte vite les surfaces. C’est pourquoi on remarque plus l’électricité statique les jours secs d’hiver.
