Nous avons tous fait un jour l’expérience de l’électricité statique en nous coiffant ou en touchant la portière d’une voiture. Nous vous proposons de découvrir l’origine de ce phénomène et de réaliser quelques expériences amusantes.
De l'électricité partout autour de nous
Dès l'Antiquité, les hommes ont constaté que certains matériaux, comme l'ambre, attirent des objets de petite taille après avoir été frottés.
Ce phénomène lié à l’existence de l’électricité statique a été l’une des premières découverte dans le domaine de l’électricité. Le mot grec pour Ambre électron est d’ailleurs à l’origine de nombreux termes comme "électron" ou "électricité".
Par ailleurs, nous avons tous fait l’expérience de ce phénomène dans notre vie quotidienne, quand nous avons reçu une décharge en touchant certains objets. L’électricité statique qui est partout présente dans la nature est à l’origine de nombreux phénomènes plus ou moins spectaculaires :
• elle rend les Cheveux électriques et difficiles à coiffer
• elle provoque la foudre qui est tout simplement une énorme décharge électrique due à l'accumulation d'électricité statique dans les nuages.
L'origine de l'électricité statique
Dans la nature, la matière est constituée d'atomes. Ces atomes possèdent un noyau chargé positivement autour duquel se déplacent des électrons chargés négativement.
Les charges positives (protons qui composent le noyau) et négatives (électrons en périphérie) sont normalement en quantités égales, de telle sorte que l'ensemble est électriquement neutre.
Quand on frotte certains matériaux entre eux, les électrons superficiels des atomes de l'un peuvent être arrachés et récupérés par les atomes de l'autre. Le deuxième matériau aura ainsi un surplus d'électrons et sera chargé négativement, tandis que le premier matériau aura un déficit d'électrons et se chargera d'électricité statique.
Ce transfert de charges entre deux matériaux peut s’effectuer de différentes manières. On appelle ce phénomène électrostatique la triboélectricité (du grec tribein "frotter").
Quelques expériences simples
Pour percevoir l’existence de l’électricité statique, il suffit de frotter une règle en plastique avec un chiffon bien sec puis de l'approcher de petits bouts de papier (de type confettis). Les morceaux de papier vont se coller à la règle.
Le frottement a chargé la règle d’électricité (on parle d'électrisation). Cette charge crée une attraction quand on approche l’objet électrisé d’un autre objet qui n’est pas chargé. L’attraction ne dure qu’un temps car l’objet (la règle) se décharge de son électricité …
Le même phénomène peut être observé en frottant une tige de verre avec un tissu de soie : la tige se charge positivement car ses atomes perdent des électrons au bénéfice de la soie.
A noter : la branche de la physique qui étudie ces phénomènes est appelée l'électrostatique.
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