TP de physique n°1 :

PHENOMENES D’ELECTRISATION Objectifs :

� Mettre en évidence, par des expériences simples, des phénomènes d’électrisation.

� Mettre en évidence l’existence de corps conducteurs et de corps isolants.

I. Electrisation par frottement:

A. Expérience � Approcher une règle en plastique de petits morceaux de papier posés sur la table ou d’un mince filet d’eau.

� Renouveler l’expérience après avoir frotté la règle en plastique avec un chiffon de laine.

B. Observations

1. Décrire les effets observés.

2. Le frottement est –il indispensable pour observer un effet ?

C. Interprétation

Ces phénomènes d’électrisation sont connus depuis très longtemps : dès 600 avant J.-C., Thalès de Milet, célèbre mathématicien grec, attirait des objets légers (brins de paille, petits fragments de plumes…) avec un bâton d’ambre jaune (résine fossile de conifères utilisée en bijouterie) frotté avec une peau de chat.

Dès 1600, William Gilbert, dans le De Magnete, baptise ce phénomène électricité , terme venant du grec elektron qui signifie « ambre ».

4. Les corps s’électrisent par transfert de particules. Parmi les particules élémentaires connues, quelle est celle qu’on peut le plus aisément arracher à la matière ? Justifier.

5. Expliquer l’électrisation par frottement.

6. Donner un exemple de phénomène d’électrisation par frottement rencontré dans la vie courante.

II. Electrisation par influence - Electrisation par contact:

Vous disposez d’un pendule électrostatique (potence sur laquelle est suspendue une petite boule de sureau ou d’aluminium).

� Frotter une baguette de verre avec un chiffon de laine, puis approcher doucement la baguette de la boule jusqu’à ce qu’elles se touchent.

� Reproduire l’expérience précédente avec un tube de PVC.

1. Décrire le comportement de la boule à l’approche de la baguette puis après contact.

2. Expliquer l’électrisation par influence (étape n°1) puis l’électrisation par contact (étapes n°2 et n° 3) :

Etape n°1 Etape n°2 Etape n°3

III. Mise en évidence de l’existence de deux types de charges

� Electriser par frottement un tube de PVC et le suspendre à une potence.

� Approcher un autre tube en PVC électrisé sans qu’il y ait contact.

� Recommencer l’expérience en remplaçant l’un des tubes de PVC par une baguette de verre.

1. Noter vos observations.

2. Que permettent-elles de dire sur les charges portées par le verre et le PVC. Conclure.

IV. Conducteurs et isolants électriques Lors de la rotation des disques de la machine de Wimshurst, l’une des boules s’appauvrit en électrons alors que l’autre s’enrichit en électrons. Les deux boules portent donc des charges opposées.

Une des boules de la machine de Wimshurst est connectée à une tige métallique posée sur un support. On place un pendule électrostatique à l’extrémité de la tige.

Observer ce qui se produit lorsque la machine fonctionne.

On recommence l’expérience en remplaçant la tige de métal par une règle en plexiglas.

1. En utilisant les observations faites lors de l’expérience, interpréter la différence de comportement entre le métal et le plexiglas.

2. Donner la définition d’un conducteur électrique et celle d’un isolant électrique.

Machine de Wimshurst