M7S1_RE
| Site: | Moodle CSSRDN |
| Cours: | Science 4e secondaire (ST / STE) - 2023-2024 |
| Livre: | M7S1_RE |
| Imprimé par: | Visiteur anonyme |
| Date: | vendredi 18 juillet 2025, 07:26 |
Description
Tu dois parcourir l'ensemble des chapitres de ce cahier de ressources pour bien te préparer au test de validation de cette station.
1. Charges électriques
1.1 Les charges
Nous l'avons vu, les atomes contiennent deux particules chargées. Le proton, de charge positive, se trouve dans le noyau de l'atome. L'électron, de charge négative, est beaucoup plus petit que le proton et gravite autour du noyau de l'atome.
| Particule | Charge | Positionnement |
|---|---|---|
| Proton | Positive | Dans le noyau |
| Électron | Négative | Sur des couches électroniques |
Puisqu'il est en orbite autour du noyau de l'atome, c'est l'électron qui voyage. Ainsi, dans les réactions chimiques par exemple, ce sont les électrons qui forment les liaisons moléculaires. Lorsqu'un ballon est chargé d'électricité statique, ce sont aussi les électrons qui se déplacent. Il faut donc toujours voir le fait de charger un objet comme un déplacement d'électrons. Si un objet a plus d'électrons que de protons, autrement dit qu'il a reçu des électrons, alors il est chargé négativement. À l'inverse, s'il a plus de protons parce qu'il a cédé des électrons, il est chargé positivement. À plus grande échelle, un objet neutre qui reçoit des électrons se charge négativement alors que s'il cède des électrons, il se charge positivement.
1.2 Les forces en présence
Lorsque deux objets chargés sont placés l'un près de l'autre, ils ont une interaction entre eux. Ainsi, comme on peut le voir dans l'image ci-dessous, les charges de même signe se repoussent.
2. Comment charger un objet ?
L'électricité statique correspond à une accumulation de charges positives ou négatives dans un corps. Ainsi, si tu ressens un choc en touchant ton voisin, c'est que toi ou ton voisin aviez un surplus de charges et que celles-ci sont passées de l'un à l'autre. Ici, nous verrons trois manières différentes de charger un objet. Il est important de noter que chaque objet a des charges positives et des charges négatives. On a donc ici illustré le surplus de charges engendré par l'électrisation de l'objet.
2.1 Le frottement
On a sans doute tous, une fois dans notre vie, frotté un ballon de latex (caoutchouc) dans nos cheveux pour le coller au mur. La façon la plus simple de charger un objet est le frottement. En effet, lorsqu'on frotte ensemble deux objets de nature différente, certains matériaux ont tendance à recevoir des électrons (comme le ballon de latex) tandis que d'autres ont tendance à les céder (comme les cheveux). Le tableau ci-contre montre cette tendance. Ainsi, les cheveux sont placés au-dessus du latex (caoutchouc). Les cheveux donnent des électrons. Ils seront chargés positivement. Le ballon reçoit les électrons. Il sera chargé négativement.
Donnons-nous un autre exemple. En observant le tableau ci-contre, on voit que si on frotte une bille de verre avec un morceau de coton, la bille aura tendance à céder ses électrons au coton. Ainsi, la bille portera alors une charge positive et le coton, une charge négative.
Liste électrostatique
| Tendance | Matériau |
|---|---|
| Tendance à donner des électrons Tendance à recevoir des électrons |
Fourrure Acétate Verre Cheveux Laine Soie Papier Coton Bois Ébonite Caoutchouc Nickel/cuivre Or Polyester PVC Plastique |
2.2 La conduction
| Conducteur | Isolant | |
|---|---|---|
| Définition | Substance qui laisse facilement passer les charges électriques. | Substance qui laisse passer difficilement les charges électriques |
| Exemples | Cuivre, fer, or, aluminium, eau salée. | Caoutchouc, air, porcelaine, plastique. |
| Utilisation | Fils électriques, circuits imprimés, paratonnerres. | Gaine de fil électrique, isolateur de porcelaine du réseau électrique (entre le fil et le poteau) |
L'électrisation par conduction nécessite un contact. Elle se produit lorsque deux objets de charges différentes sont mis en contact l'un avec l'autre. Les électrons vont alors se déplacer de façon à uniformiser les charges de chaque élément pour atteindre un équilibre.
2.3 L'induction
2.4 Échevelé ce Van de Graff !
L'appareil Van de Graff est un outil servant à créer de l'électricité statique. Son principe est simple. Un moteur fait tourner une courroie qui reçoit des charges du peigne, connecté à une boule. Lorsqu'on approche une pièce de métal, on peut créer des arcs électriques. Le courant ainsi généré peut même produire de la lumière dans un tube fluorescent. Ce sont aussi des appareils Van de Graff qu'on installe dans les différents musées de sciences pour créer un phénomène particulier que nous étudierons ensemble.
Avec tes connaissances acquises dans le cadre de ce module, réponds aux questions suivantes :
3. La mesure de la charge électrique
Le coulomb
Pour que la charge statique soit perceptible, il faut beaucoup d'électrons. Compter les électrons, ça n'a évidement aucun sens. Nous parlerons donc de paquets d'électrons. Un coulomb (C) contient 6 250 000 000 000 000 000 électrons (6,25 x 1018 électrons). On peut aussi parler de charge positive. Dans ce cas, on parlera du nombre de protons en trop. Il ne faut pas oublier que ce sont les électrons qui voyagent et non les protons.
Charles Augustin Coulomb
Né à Angoulême en 1736 et mort à Paris en 1806, Charles Augustin Coulomb est un ingénieur et physicien français. Sa principale contribution scientifique est d'avoir mis au point un appareil pour mesurer la force qui s'exerce entre deux charges électriques, bien qu'il ait œuvré aussi dans d'autres domaines. En plus de donner son nom à une unité de mesure, il a obtenu l'honneur posthume de voir son nom inscrit sur la tour Eiffel. Un cratère lunaire porte aussi son nom.
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Continuer4. Synthèse
Astuce!
Tu veux réussir mieux ! Prends le temps de consigner dans le cahier de notes l'ensemble de tes apprentissages. Tu auras ainsi un cahier non seulement ordonné, mais aussi imprimable. De plus, le fait de résumer, d'expliquer, de synthétiser la matière te permet de mieux l'assimiler. Ton temps d'étude en sera sans aucun doute réduit!
Important : Lorsque tu prends des notes dans ton cahier, tu dois toujours cliquer sur "enregistrer" pour les conserver. Une fois tes notes compilées, n'oublie pas de cocher la boite à côté de cette ressource afin d'avoir accès au test de validation de la station.