Façons d'électrifier un corps (avec des exemples)

Il ya trois Façons d'électrifier un corps, ou quel est le même, provoquer un petit déséquilibre dans ses charges électriques afin que l'objet acquière une charge nette. Ces formes d'électrification se frottent, l'induction et le contact.

Les anciens Grecs avaient observé que l'ambre, la sève fossile d'un arbre, était capable d'attirer des cheveux ou des bits de fibres lorsqu'il a été frotté avec un chiffon pour la peau. Pour cette raison, le matériau a été électrifié pendant une courte période.

D'autres matériaux ont également cette propriété intéressante, comme le verre, le plastique et certaines pierres précieuses.

Par exemple, lors de la séparation des vêtements récents. Et si nous combinons vigoureusement avec un peigne en plastique, cela attirera des morceaux de papier.

Un bon exemple d'électrification de frottement est les cheveux de ce petit tout en glissant autour de la diapositive. Chaque cheveux a un excès du même type de charge et c'est pourquoi ils repoussent et se lèvent. Source: Wikimedia Commons.

Il arrive également que lorsque vous glissez autour du siège d'une voiture, il se sent un secoue désagréable lorsque vous touchez la poignée ou le corps.

Ces phénomènes ont leur origine dans les particules subatomiques: protons - charge positive - Neutrons - charge et électrons - avec charge négative-.

Normalement, les substances sont dans un état neutre, car les atomes ont la même quantité de protons que les électrons. Mais lorsque vous frottez certains avec de la laine, de la soie ou de la peau, ils sont capables d'attirer ou de repousser d'autres matériaux.

Et si un corps chargé électrique contacte ou aborde un deuxième objet, il est capable d'abandonner ou de capturer des charges, laissant l'autre également électrifié. Voyons les façons dont cela se produit.

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Électrisation en frottant

L'électrisation par frottement consiste à frotter un matériau avec un autre, donc l'un d'eux capture ou donne des électrons, tous deux avec une certaine charge nette.

Les électrons, bien que soumis au noyau atomique formé par des protons et des neutrons, ont une bonne mobilité et les plus à l'extérieur peuvent même se séparer de certains cas. Bien sûr, pour cela, une quantité de travail doit être effectuée, ce qui dépendra de la nature du matériel.

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Peler les cheveux avec un peigne en plastique fait libérer les électrons des cheveux et aller au plastique, laissant cela avec un excès.

Nous pouvons également essayer de frotter des barres de verre ou d'ebonite avec des chiffons de soie. Les électrons sortent du verre et vont à la soie, ce qui les accepte facilement.

Maintenant, lorsque vous apportez deux barres de verre frottées avec un tissu de soie, il est observé que Ils repoussent. Au lieu de cela, en frottant la barre d'ebonite ou en plastique avec une peau de lapin et en apportant le verre frotté avec de la soie, nous observons que Ils attirent.

Il en va de même pour expérimenter d'autres matériaux: certains sont attirés après avoir été frottés, et d'autres repoussent. Dans tous les cas, cela est dû à un excès de défaut d'électrons.

Cela signifie qu'il existe deux types de charge électrique. Lorsque deux corps ont des types de charges différents, ils attirent. Mais s'ils ont le même type, ils repoussent.

Benjamín Franklin (1706-1790) a réalisé de nombreuses expériences comme celles-ci et a suggéré le nom de Électricité positive auquel le verre frotté avec de la soie acquiert, et l'autre type de charge a été renommé électricité négative.

La conservation et la quantification de la charge électrique

Il est important de noter que pendant les processus de charge, il n'est pas créé s'il détruit. Ce que nous observons, c'est que la charge passe d'un matériau à l'autre, il est donc possible d'établir le Principe de conservation des charges électriques, comme principe fondamental de la physique.

Il est analogue à quand nous disons que l'énergie n'est pas créée ou détruite, mais qu'elle est transformée. De la même manière, il est établi que la charge électrique n'est pas créée ou détruite non plus, elle n'est transférée que d'un corps à un autre.

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Un autre fait important est que lorsqu'il y a un transfert d'électrons d'un matériau à un autre, il se produit toujours en quantités entières, car les électrons ne divisent pas.

Il est conclu que la charge électrique est quantifiée, étant le quantum de charge - la plus petite charge possible - celle de l'électron, indiqué par le symbole et Et le signe négatif:

E = -1.6 x 10 ^-19 Coulomb.

Le Coulomb, abrégé C, est l'unité du système international si pour la charge électrique.

Un objet chargé, disons, en raison de l'excès d'électrons, a cette valeur en charge négative. D'un autre côté, un avec défaut d'électrons a une charge n.E avec signe positif.

Électrification à induction

Autant qu'ils se frottent, les objets métalliques n'acquièrent pas la charge nette en frottant.

Mais une sphère métallique est électrique lorsqu'elle est approchée d'une part et sans toucher.

De cette façon, le fardeau négatif passera de la sphère au corps de la personne. Ensuite, le doigt est retiré et la barre s'éloigne, et donc la sphère est avec une charge nette positive.

Électrification d'induction dans une sphère métallique. Source: Thomas, W. Physique conceptuelle.

L'expérience fonctionne peu importe que la barre a une charge positive ou négative, mais la sphère doit être en métal, car si c'est du verre, il ne peut pas être chargé de cette manière.

Cela est dû à une propriété très intéressante: les électrons en métal ont une plus grande mobilité que le verre ou le plastique.

Conducteurs et isolateurs

Comme nous l'avons vu, les matériaux réagissent différemment à l'électrification. L'ambre, le plastique, le verre et le caoutchouc rigide appartiennent au groupe appelé Isolant, tandis que les métaux et les solutions salines sont Conducteurs.

Chez les conducteurs, au moins l'un des électrons les plus externes de l'atome a la facilité de détachement et de se déplacer à l'intérieur du matériau.

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Par conséquent, si un agent fait le travail nécessaire, les électrons peuvent se déplacer de manière ordonnée dans les fils métalliques ou dans l'eau salée et ainsi créer un courant électrique.

Il convient de noter qu'il existe également une grande variété de matériaux avec un comportement intermédiaire, qui sont appelés semi-conducteurs, Très important dans la fabrication d'appareils électroniques.

Électrification de contact

Dans les accidents en lignes électriques, il est électrifié par contact

La charge électrique circule entre deux objets mis en contact direct. S'il y a un excès d'électrons en une, une partie passera à l'autre objet. Et si au contraire il y a un défaut, l'un des objets pourrait donner des électrons à l'autre, laissant les corps avec des charges du même signe.

Par exemple, en jouant une sphère métallique avec une barre en plastique auparavant chargée, certains électrons au-delà de la barre passent directement à la sphère.

De cette façon, la sphère métallique a été chargée par contact direct, distribuant une charge excessive entre eux, respectant toujours le principe de conservation de la charge.

Nous pouvons également contacter deux sphères métalliques chargées, placées sur des supports isolants. Si les sphères sont identiques, la charge sera distribuée entre elles en partie égale.

Les références

1. Bauer, w. 2011. Physique pour l'ingénierie et les sciences. 2ieme volume. Mc Graw Hill.
2. Figueroa, D. Série physique pour la science et l'ingénierie. Vol. 5 électrostatique. Édité par D. FigUeroa. USB.
3. Giambattista, un. 2010. La physique. 2e. Élégant. McGraw Hill.
4. Giancoli, D.  2006. Physique: principes avec applications. 6e. Élégant. Prentice Hall.
5. Thomas, W. 2007. Physique conceptuelle. McGraw Hill.