Phénomènes d’électrisation


Phénomènes d’électrisation

  1. Quelques modes d’électrisation
  1. Electrisation par frottement
    1. Expérience :

Approchons le bout d’une baguette  en ébonite (verre, plastique) frottée avec un morceau de peau de chat de laine, de drap ou de quelques objets très légers (bouts de papiers ,cheveux, duvets).l’extrémité frottée attire ces objets légers

Bâton d’ébonite frottée avec  une peau de chat 


  1. Conclusion :

Le frottement a provoqué l’électrisation   du bout de la baguette. La baguette a acquis une charge électrique.

  1. Electrisation par contact
    1. Expérience : Pendule électrique : mettons en contact l’extrémité frottée de la baguette avec la boule
    2. Observations : la boule est d’abord  attirée par la baguette puis après contact la boule est repoussée par la baguette.


  1. Conclusion : la boule est repoussée parce qu’elle s’est électrisée lors du contact avec la baguette
  2. Electrisation par influence
    1. Expérience : l’électroscope à Feuillet

  1. Dispositif : un électroscope à feuille est constitué d’une tige métallique (plateau) supportant deux feuilles mobiles d’aluminium. L’ensemble est placé dans une enceinte en verre. Approchons une baguette électrisée du plateau de l’électroscope sans le toucher puis retirons la cinq secondes après.
  2. Observations : lorsqu’on approche la baguette électrisée du plateau les feuilles s’écartent, si on l’éloigne les feuilles retombent
  1. Conclusion : les feuilles se repoussent parce qu’elles sont électrisées par influence grâce à la baguette électrisée.
  1. Charges électriques
  1. Les deux espèces d’électricité
  1. Expérience :fig1 : approchons deux extrémités de deux bâtons d’ébonite frottées préalablement avec de la soie- : elles se repoussent fig2 : de même  deux extrémités de bâtons en verre déjà frottés avec de la soie   se repoussent- fig3 : par contre, l’extrémité du bâton de verre et celle du bâton d’ébonite s’attirent 
  2. Conclusion : Par convention, il y a deux sortes d’électricité : l’électricité positive  qui apparait sur le bâton en verre frotté).l’électricité négative qui apparait sur le bâton d’ébonite frotté. Deux électricités de même signe se repoussent et deux électricités de signes différentes s’attirent.
  3. Interprétation de l’électrisation

La matière est constituée d’atomes. Chaque atome est constitué d’un noyau comportant des neutrons et des protons (de charge positive) et des électrons (de charge négative). La charge du proton est égale en valeur absolue à celle de l’électron et vaut e=1,6.10-19C (coulomb). L’atome est électriquement neutre. 

Lorsqu’un corps neutre gagne n électrons, il se charge négativement et sa charge est : q= n(-e)= - n.e

Lorsque le corps neutre perd n électrons, il se charge positivement et sa charge est : q=ne

  1. Conducteurs et isolants
  1. Mise en évidence
  1. Expérience et observation

-Frottons un bâton d’ébonite pour le charger négativement et mettons le en contact avec la boule neutre du pendule électrique en insérant entre les deux  une tige métallique (en cuivre) posée sur un support en plastique et observons : Il y a répulsion du pendule.

-reprenons l’expérience en remplaçant la tige métallique par une règle en bois : il n’arien ; aucune répulsion

  1. Interprétation :

Les électrons circulent à travers le métal mais pas à travers le bois. 

  1. Conclusion

Un métal laisse facilement passer les électrons : c’est un conducteur alors que le bois ne laisse pas circuler les électrons : c’est un isolant. 

  1. Définition

Un conducteur électrique est un corps dans lequel les charges électriques peuvent se déplacer. Exemples : les métaux, l’air humide, le bois humide, le corps humain

Un isolant est un corps dans lequel les charges électriques ne peuvent pas circuler.

 Exemples : verre, plastique, bois sec

  1. Exercices d’applications 
  • Exercice1 : un corps préalablement neutre acquiert une charge q= + 4,8.10-19C. A-t-il gagné ou perdu des électrons ? Trouver le nombre d’électrons gagnés ou perdus.

Le corps peut-il en gagnant des électrons avoir une charge q’= − 4.10-19C ?

  • Solution :

La charge étant positive donc le nombre de protons est supérieur au nombre d’électrons. Le corps a donc perdu des électrons.

Nombre d’électrons perdus : q = ne n =Qe= 4,8.10-191,6.10-19       = 3

nombre d’électrons gagnés dans le cas où sa charge est q’ :

n= 4.10-191,6.10-19     = 2,5 électrons ;  impossible, il n’y a pas de demi électron

  • Exercice 2 : 

Trois sphères conductrices identiques A, B et C portent les charges électriques respectives :

qA=q ;  qB  = -2q ;    qC = 2.10-6C.

On rapproche A et B ; elles s’attirent lorsqu’elles sont suffisamment proches, entrent en contact, puis se repoussent.Calculer en fonction de q, les charges q’A et q’B  portées par les deux sphères après contact et répulsion.

on observe que la sphère B (portant la charge q’B) attire alors la sphère C puis entre en contact avec elle. On n’observe alors ni attraction, ni répulsion entre B et C après leur contact.

En déduire la valeur et le signe de chacune des charges q’A, q’B, q  et  q’C.

  • Solution :

Calculons les charges q’A et q’B des sphères après contact

Soit Q la charge de l’ensemble formé par les 2 sphères après contact, on a :q= qA + qB = q – 2q = -q 

On a aussi  q= q’A + q’B  et comme les sphères sont identiques, q’A = q’B  → q= 2 q’A = - q donc  q’A= -q/2 = q’B

Déterminons la valeur et le signe de q’A , q’B et q’C

Après contact entre B et C, la charge q’ de l’ensemble est :

q’= q’B + qC = 0 car il n’y a ni attraction, ni répulsion après contact

Alors q’B= - qC = - 2.10-6C ; q’C = 0 C  et  q= -2 q’B= 4.10-6 C