Science unité 3 Electricité (Statique)

Physique

Partie A: lʼélectricité statique

Lʼélectricité:Une forme dʼénergie qui est le résultat de
lʼinteraction entre des particules chargées (ex. électrons et
protons)

Lʼélectricité statique:Une accumulation de charges électriques à
la surface dʼun objet.

Statique = fixe ou immobile

L’électricité c’est quoi?

Révision

KAHOOT

Révision

La particule subatomique responsable de lʼ
électricité est lʼélectron car il est le seul à

pouvoir se déplacer.

La loi de l’attraction et de
la répulsion des charges

Objets chargés
positivement: toute
matière ayant perdu
des électrons.

Les objets qui nous entourent peuvent être chargés positivement ou
négativement grâce au mouvement des électrons.

La loi de l’attraction et de
la répulsion des charges

Objets chargés
négativement:Toute
matière ayant gagné
des dʼélectrons.

Les objets qui nous entourent peuvent être chargés positivement ou
négativement grâce au mouvement des électrons.

Ajouter des - dans le dessin après

La loi de l’attraction et de
la répulsion des charges

Les objets chargés peuvent attirer ou

repousser dʼautres objets

La loi de l’attraction et de la

répulsion des charges

Attraction: Force qui
rapproche deux objets
ensemble.

Lʼattraction se produit entre
un objet chargé et un objet
neutre ou entre deux objets
ayant des charges opposées.

Un objet chargé avec

un objet neutre

La loi de l’attraction et de la

répulsion des charges

Attraction: Force qui
rapproche deux objets
ensemble.

Lʼattraction se produit entre
un objet chargé et un objet
neutre ou entre deux objets
ayant des charges opposées.

Un objet chargé avec

un objet neutre

La loi de l’attraction et de la

répulsion des charges

Répulsion: Force qui éloigne
deux objets.

La répulsion se produit entre
deux objets ayant des
charges identiques.

Deux objets de

charge identiques

Les transferts des charges

électriques

Les objets deviennent chargés lorsque les électrons sont
transférés dʼun objet à lʼautre.

Les objets peuvent devenir chargé de 3 façons différentes:

1. Par frottement
2. Par contact
3. Par induction

Chargement par frottement:
Technique qui consiste à frotter
deux objets formés de matières
différentes afin de forcer un
transfert dʼélectrons dʼun des
objets à lʼautre.

Après le frottement, les deux
objets ont toujours des charges
opposées et ils sʼattirent.
● Lʼobjet qui attire plus les

électrons devient chargé
négativement.

● Lʼobjet qui perds des électrons

devient chargé positivement.

Charger un

objet par

frottement

Charger un objet par

frottement

Avant

Pendant

Après

● Ébonite neutre
● Fourrure neutre
● Aucune force

● Transfert dʼélectrons

de la fourrure à lʼ
ébonite

● Ébonite négative
● Fourrure positive
● Force dʼattraction

Charger un objet par

frottement

Simulation

Charger un objet par

frottement

Mais comment savons-nous quel objet

devient négatif et quel objet devient

positif

Charger un objet par

frottement

Il faut consulter la série électrostatique!

Charger un objet

par frottement

Série électrostatique:Classification
des matériaux en ordre de leur
affinité pour les électrons. Il sʼagit
de leur capacité à retenir leurs
propres électrons et à en capter
dʼautres.

Sur la série électrostatique suivante,
plus un matériel est haut sur la liste,
plus il attire les électrons.
*Attention: certaines séries
électrostatiques peuvent être dans
lʼautre sens (plus bas sur la liste =
attire plus les électrons).

Charger un objet

par frottement

Détermine la charge acquise
par chacune des substances
suivantes lorsquʼon les frotte
ensemble.

a) Ambre _____ et plomb _____

b) Verre _____ et acétate _____

Chargement par contact:

Technique qui consiste à charger

un objet neutre en le touchant

avec un objet chargé.

Charger un

objet par

contact

Charger un objet par

contact

Avant

Pendant

Après

● Ébonite chargée

négativement

● Balle de sureau neutre
● Force dʼattraction entre

les deux corps

● Contact entre lʼébonite

et la balle de sureau

● Transfert dʼune partie de

la charge négative vers
la balle de sureau (jusquʼ
à équilibre)

● Ébonite encore chargée

négativement (plus faible)

● Balle de sureau chargée

négativement

● Force de répulsion entre

les deux corps

Avant

Pendant

Après

● Verre chargé

positivement

● Balle de sureau neutre
● Force dʼattraction entre

les deux corps

● Contact entre le verre et la

balle de sureau

● Transfert dʼune partie des

électrons de la balle de
sureau vers le verre (jusquʼ
à équilibre)

● Verre encore chargé

positivement (plus faible)

● Balle de sureau chargée

positivement

● Force de répulsion entre

les deux corps

Charger un objet par

contact

Charger un objet par

contact

Après le contact, les deux objets ont toujours la même charge et
ils se repoussent.
● Lʼobjet qui était chargé garde sa charge initiale.
● Lʼobjet qui était neutre obtient la même charge que lʼobjet qui

lʼa touché.

Chargement par induction:
Technique qui consiste à
charger un objet neutre en
lʼapprochant dʼun objet chargé
sans quʼil y ait de contact.

La technique de charge par
induction produit une charge
temporaire, car il nʼy a aucun
transfert dʼélectrons (les
électrons se déplacent à
lʼintérieur de lʼobjet).

Charger un

objet par
induction

Avant

Pendant

Après

● Tige dʼambre chargée

négativement

● Objet métallique neutre

● Rapprochement
● Répulsion des électrons

par la charge négative
de la tige

● Éloignement
● Retour des charges à

leur position initiale

Charger un objet par

induction

Charger un objet par

induction

Simulation

Les conducteurs et

les isolants

Les différents matériaux permettent plus ou moins bien le
mouvement des électrons selon leur structure atomique.

Les conducteurs

Conducteur: Une matière dans laquelle les électrons se
déplacent facilement entre les atomes

La plupart des métaux sont de bons conducteurs. Lʼaluminium,
le cuivre et lʼor sont utilisés comme fils électriques parce que
les électrons y circulent très librement.

Les semi-conducteurs

Semi-conducteur:Une matière dans laquelle les électrons se
déplacent assez bien entre les atomes.

Plusieurs éléments du groupe 3 13e colonne du tableau
périodique) et du groupe 5 15e colonne du tableau périodique)
sont des semi-conducteurs. On les utilise surtout dans les
circuits électriques lorsquʼon veut contrôler le courant.

Les isolants

Isolant: Une matière dans laquelle les
électrons ne passent pas facilement dʼun
atome à un autre.

La plupart des non-métaux sont des bons isolants. Les
matériaux comme le caoutchouc et le plastique sont utilisés
pour isoler les fils électriques afin de garder les électrons à
lʼintérieur des fils et protéger lʼentourage.

Les décharges électriques

Décharge électrique:Le processus par lequel une charge
électrique se fait transférer d'un corps à un autre afin dʼétablir
un équilibre.

La décharge se produit parce qu'il y a un déséquilibre de
charges entre deux objets. Les objets chargés positivement et
négativement cherchent à se neutraliser. La décharge permet
de rétablir cet équilibre.

Les décharges électriques

Chocs

Éclairs

Les chocs électriques

Étape 1

Le corps dʼune personne

accumule des charges
négatives à cause du

frottement entre ses bas

et le tapis.

Les chocs électriques

Puisque la personne a accumulé
beaucoup dʼélectrons, il y a une
différence de charge entre lui et
son environnement. Lorsque la

personne touche une poignée de
porte, les charges se rééquilibrent
grâce à la décharge électrique (le

choc).

Étape 2

La foudre

Les courants dʼair dans le
nuage dʼorage créent une

séparation des charges

positives et négatives. Le haut
des nuages devient positif et

le bas des nuages devient

négatif.

Étape 1

La foudre

Les charges négatives au bas

du nuage repoussent les
charges négatives du sol.

Ceci induit une charge

positive dans le sol qui se

trouve sous le nuage.

Étape 2

La foudre

Les charges négatives du

nuage et les charges positives

du sol sʼattirent.

Étape 3

La foudre

La force dʼattraction entre le

nuage et le sol devient

tellement forte quʼil y a une

décharge électrique (un

éclair) afin de rééquilibrer les

charges.

Étape 4

La foudre

Note

La foudre se produit plus souvent à

lʼintérieur dʼun nuage ou entre les

nuages quʼavec le sol.

La mise à la Terre

Certaines accumulations de charges peuvent être très
dangereuses pour les organismes vivants, pour les
équipements et pour les bâtiments. Il est donc
important dʼempêcher que les charges sʼaccumulent
dans certains objets. Pour ce faire, nous utilisons un
mécanisme nommé Mise à la Terre.

La mise à la Terre

Mise à la Terre:Un dispositif de sécurité qui permet de
transférer les charges accumulées dans les objets en
les dirigeant vers le sol. Ce transfert se fait de façon
contrôlée.

Lors de la mise à la Terre, la Terre agit comme un
réservoir de charges. Cʼest-à-dire quʼelle est tellement
grosse que lʼajout ou la perte de quelques électrons
nʼinfluence pas sa charge.

Quelques exemples
de mise à la Terre

Paratonnerre

Quelques exemples
de mise à la Terre

3e trou de la prise de courant

Quelques exemples
de mise à la Terre

Plomberie