Activité suggérée Vérifie tes connaissances 10-A Conçois ......

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  • Vrifie tes connaissances

    1.Quandtupeignestescheveuxavecunpeigneenplastique,lequeldesdeuxretientlemieuxseslectrons:lescheveuxoulepeigne?Quelleestlachargesurcetobjet?

    2.Situpeignestescheveuxvigoureusement,quelleseralaquantitdechargesurtescheveuxetsurlepeigne?Pourquoi?

    3.Situfrottesducuiravecdupolyester,lepolyestergagneunechargengative.Placerais-tulecuiravantouaprslepolyesterdansunesrielectrostatique?Consulteletableau 10.1.

    4.Enhiver,retirerunchandaildelainepeutdonnerunechargestatiquetescheveux.laidedutableau 10.1,prdisletypedechargesurtescheveux.

    Les feuilles antistatiques

    Lesvtementssontcompossdediffrentesmatires,commelecoton,lalaineetlenylon.Cesmatiresretiennentleurslectronsavecdiversesforces.Unescheusegnredeschargesstatiquessurlesmatires,carlesvtementsculbutentetsefrottent.Unchargementparfrottementseproduit.Unefeuilleantistatiqueestunepetitetoilequicontientuncomposcireux.Lairchauddelascheusevaporiselecomposcireux,quirecouvreensuitelesvtements.Lesvtementsagissentensuitecommesilstaientcompossdelammematire,cequiempchelaccumulationdechargesstatiques.

    Les isolants et les conducteursChaquematirementionneautableau 10.1 estunnon-mtaletunisolant. Dansunisolantlectrique,leslectronsnepassentpasfacilementdunatomeunautre.Dansunconducteurlectriquecommelesmtaux,leslectronssedplacentfacilemententrelesatomes.Ilexistecertainsnon-mtaux,commelesilicium,danslesquelsleslectronssedplacentassezbien.Cesontdessemi-conducteurs.Lafacilitaveclaquelleleslectronssedplacententrelesatomesvariedunematireuneautre.Lesmatiresontdoncdiversdegrsdeconductivit.

    Commetouteslesmatiresnontpaslammeconductivit,ellesontdesusagesvaris.Lecuivreetlaluminiumsontdesconducteursquonutilisedanslesfils.Lemercureestunconducteurutilisdanslesinterrupteurs.Lebois,lecaoutchoucetleplastiquesontdesisolantsquiserventfabriquerlacoucheexterneetlesconnecteursdesfils,desprotecteursdeprisesmuralesetdespoignesdetournevis.

    Lutilisation dun conductimtre

    Tupeuxdistinguerunisolantdunconducteurlaidedunconductimtre.Unconductimtreestcomposdunepilebrancheunelampeetdedeuxpointsdecontact.Quandlespointsdecontacttouchentunconducteur,leslectronscirculentetlalampesallume(figure 10.4).

    isolant Unematiredanslaquelleleslectronsnepassentpasfacilementdunatomeunautre.

    conducteur Unematiredanslaquelleleslectronssedplacentfacilemententrelesatomes.

    semi-conducteur Unematiredanslaquelleleslectronssedplacentassezbienentrelesatomes.

    Activit suggre

    10-AConoistapropreexprienceComparerdesconductivits(page429)

    Outils dapprentissage

    Familles de mots Pourquoiplusieursmotsdecechapitreont-illemotconductcommebase?

    Figure 10.4 Lalumiredunconductimtresallumesilasubstancetesteestunbonconducteur.

    406 Module4 Lescaractristiquesdellectricit

  • Le fonctionnement dun prcipitateur lectrostatique

    On utilise les lois des charges lectriques dans un prcipitateur lectrostatique comme celui reprsent la fi gure 10.20. Les particules de poussire et les gouttelettes liquides dun gaz pollu deviennent charges positivement quand elles touchent un cble qui a une grande charge positive. Les particules et les gouttelettes charges positivement induisent une charge ngative sur les plaques rceptrices. Quand elles entrent en collision avec les plaques rceptrices, elles sont neutralises et recueillies dans de grands contenants, les trmies.

    Figure 10.20 A Un prcipitateur lectrostatique est compos dune srie de plaques et de cbles qui ont de grandes charges. Il peut rduire la pollution de lair cause par les particules de poussire et les gouttelettes liquides. B Cette image ne montre pas les cbles chargs positivement, car ils sont situs entre les plaques.

    Les dchets lectroniquesLes entreprises lectroniques font constamment la promotion de nouveaux modles dordinateurs, de tlphones cellulaires et de lecteurs audionumriques. Ces modles fonctionnent plus vite. Ils ont plus de mmoire, des interfaces amliores et des caractristiques attrayantes. Ces entreprises nous convainquent de remplacer nos anciens appareils par de nouveaux. Quarrive-t-il aux appareils lectroniques que nous jetons ?

    Les appareils lectroniques jets sont des dchets dangereux quon nomme les dchets lectroniques. Ces dchets menacent srieusement ltre humain et lenvironnement. Bon nombre de ces appareils, comme les tlviseurs et les ordinateurs, ont des composantes faites de mtaux lourds, comme le mercure, le plomb et le cadmium. Ces lments toxiques saccumulent dans les dcharges et entrent dans les eaux souterraines.

    Ce sont les pays en dveloppement qui recyclent la plus grande partie des dchets lectroniques. Ces pays ont des mthodes de recyclage dangereuses. Pour recueillir le verre dans un cran, on casse lcran, ce qui libre de la poussire de plomb toxique. Ces pays utilisent aussi des acides dangereux et font des feux en plein air pour rcuprer les mtaux prcieux des dchets lectroniques.

    Des accords internationaux prviennent le recyclage dangereux. Les pays industrialiss continuent toutefois

    denvoyer leurs dchets lectroniques dans des pays aux mthodes de recyclage dangereuses. Il est moins coteux pour une entreprise dexporter ses dchets lectroniques que de payer pour un recyclage scuritaire.

    De nombreux pays, y compris le Canada, ont adopt la politique de la Responsabilit largie des producteurs. Cette politique rend les entreprises responsables de leurs produits aprs leur utilisation.

    plaques rceptrices

    en mtal

    coulement gazeux

    cbles ionisants

    branchement avec lnergie lectrique

    plaques rceptrices

    en mtal

    gaz pollus

    trmiesgaz nettoys de la chemine industrielle

    approvisionnement en nergie lectrique

    BA

    422 Module 4 Les caractristiques de llectricit

  • Les photocopieurs et les imprimantes au laserLe slnium est un lment essentiel la sant. Il a aussi une proprit unique trs utile. En 1873, Willoughby Smith est ingnieur en chef pour lentreprise britannique Telegraph Construction and Maintenance. Smith ralise des tests pour dterminer sil peut utiliser du slnium dans les cbles tlgraphiques. Il ne comprend pas pourquoi des barres de slnium nont pas toute la mme conductivit. Smith dcouvre fi nalement que lclairage a un eff et sur la conductivit du slnium. Il conduit plus ou moins bien dans la noirceur et devient un trs bon conducteur quand on lexpose la lumire.

    Linventeur amricain Chester Carlson a utilis cette proprit unique du slnium dans le premier photocopieur quil a brevet, en 1942. Dans un photocopieur ou une imprimante au laser, une image lectrostatique se forme sur un tambour daluminium recouvert de slnium. Lis la description de la fi gure 10.24 sur le fonctionnement dun photocopieur. Dtermine les composantes du photocopieur et les principes sur lesquels sa conception est base.

    copie originale, lenvers lampe mobile

    miroir

    miroir

    lentilles

    charge positive

    papier charg positivement

    poudre dencre charge ngativement tambour recouvert de slnium

    bloc chauffant

    1. On place la feuille copier lenvers sur la surface en verre du photocopieur. En appuyant sur le bouton de copie, le tambour recouvert de slnium reoit une charge positive dans la noirceur.

    2. Une lampe vive se dplace le long du papier. Un systme optique, compos de miroirs et de lentilles, projette une image du papier sur le tambour recouvert de slnium.

    3. Les parties blanches de la feuille rflchissent la lumire. Cette lumire frappe des rgions du tambour o le slnium conduit la charge. Les lectrons de la base en aluminium du tambour vont dans ces zones de lumire et neutralisent la charge qui sy trouvait. Les rgions sombres du tambour, qui reprsentent linformation copie, retiennent une charge positive. La surface du tambour contient une image lectrostatique de linformation copie.

    4. La machine rpand la poudre dencre sur la surface du tambour. La poudre dencre est une fine poudre noire compose de pigments qui recouvrent de minuscules billes en plastique. (Les pigments donnent la couleur noire la poudre.) Elle est attire par les parties positives du tambour, qui reprsentent une image du papier copi.

    5. En tournant, le tambour tire sur une feuille de papier dans le plateau de chargement. Cette feuille reoit une plus grande charge positive que le tambour. Quand le papier appuie contre le tambour, la poudre dencre y est transfre.

    6. Le papier passe ensuite entre des rouleaux en tflon chauffs. La chaleur fait fondre les billes en plastique dans la poudre dencre. Les rouleaux appliquent la poudre noire sur le papier. La copie est encore chaude quand elle sort de la machine.

    Figure 10.24 Les principes de llectrostatique sont utiliss dans les composantes de ce photocopieur.

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    Chapitre 10 Les charges statiques et lnergie 425

  • Le dosimtreUn dosimtre dtecte et mesure lexposition la radiation. Les gens qui travaillent avec des substances radioactives ou des quipements qui produisent des radiations en portent souvent un. Les astronautes au-dessus de latmosphre terrestre, qui protge la Terre des radiations mises par le Soleil, portent aussi un dosimtre. Les radiations nuclaires et solaires ainsi que les rayons X peuvent tre trs dangereux. Ils causent des dommages qui saccumulent. Une exposition de forte intensit ou une grande dose accumule avec le temps reprsente un risque.

    Il existe divers types de dosimtres. Certains agissent comme un film photographique. Les radiations assombrissent le film, comme une grande exposition la lumire assombrit une image chez un photographe. Dautres dosimtres ressemblent un lectroscope feuilles de mtal entour dun gaz. Imagine un lectroscope feuilles de mtal charg qui a des feuilles bien spares. Un gaz nest pas conducteur en temps normal, mais les radiations frappent les l