L’interaction électrique 3 eme année

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Chapitre 1
L’interaction électrique

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Objectifs :

 Réaliser des expériences simples mettant en jeu des phénomènes d’électrisation ;
 Définir la notion de conducteur et d’isolant électrique ;
 Interpréter des expériences simples mettant en jeu des phénomènes d’électrisation.

1- Activité n°1 Electrisation par frottement

Parfois, en ôtant un pull-over en laine, les cheveux « collent » aux vêtements : on dit qu’ils sont électrisés.
Ce mot vient du grec elektron (ambre), car le phénomène est connu depuis l’antiquité. Thalès de Milet(625-547 av.J.-C.), célèbre mathématicien grec, découvrit qu’un morceau d’ambre frotté avec une étoffe attire les corps légers.
 Mettre en œuvre une expérience afin de reproduire cette observation.
 Rédiger l’expérience réalisée, ainsi que vos observations.
 Point cours : interprétation de l’expérience.

2- Activité n°2 Les deux types d’ « électricité »

 Electriser par frottement l’un des tubes en P.V.C.® à l’aide d’un morceau de laine.
 Déposer ce tube sur le support à votre disposition (possédant une pointe) de telle sorte qu’il puisse tourner librement.
 Exp.1 : Electriser par frottement le bâton de plexiglas® à votre disposition et l’approcher du tube précédent.
 Rappeler succinctement l’expérience et noter vos observations.
 Exp.2 : Electriser par frottement l’autre tube en P.V.C.® à votre disposition et l’approcher du premier tube. Faire de même avec le bâton en verre.
 Rappeler succinctement les expériences et noter vos observations.
 Est-ce que les trois matériaux (P.V.C.®, verre et plexiglas®) sont électrisés de la même façon.
Point cours : Interpréter cette différence à l’aide de vos acquis de collège et seconde.

3- Activité n°3 Conducteurs ou isolants ?

Nous allons réaliser une expérience qui va nous permettre de distinguer les différences de comportement des charges dans différents matériaux.
La machine électrostatique de Wimshurst permet d’extraire des charges électriques lors de la rotation des disques qui la constituent. Un cylindre se charge positivement, l’autre négativement. Les deux bras articulés de la machine possèdent le même type de charges que les cylindres auxquels ils sont reliés.

Expérience réalisée au bureau :
 L’une des boules de la machine est connectée à une règle métallique posée sur un morceau de bois.
 Exp.1 : On place une petite boule d’aluminium suspendue à un fil en nylon (pendule électrostatique) prés d’une règle métallique.
 Observer et noter ce qui se produit lorsque la machine fonctionne.
 Exp.2 : On recommencer l’expérience en remplaçant la règle métallique par une règle en plexiglas®.
 Observer et noter ce qui se produit lorsque la machine fonctionne.
 Point cours : Interpréter ce qui s’est passé et donner la définition d’un conducteur et d’un isolant électrique.
 Exp.3 : Comment procéder pour savoir si le papier est conducteur ? Rédiger expérience, observation et interprétation.

4- Activité n°4 Charge par influence et par contact : interprétation d’expériences

a) Un pendule électrostatique est formé d’une petite boule de polystyrène recouverte d’aluminium (conducteur métallique) reliée par un fil de nylon à une potence isolante électriquement.
Dans l’expérience que vous allez réaliser, initialement, la boule n’est pas chargée.
 Electriser par frottement le barreau de plexiglas® à l’aide d’un morceau de laine.
 Approcher ce barreau de la boule du pendule.
 Décrire à l’aide de schéma toutes les étapes (3) de cette expérience et les interpréter.

b) Un électroscope est constitué de deux conducteurs très légers mobiles l’un par rapport à l’autre.
 Construire l’électroscope schématisé ci-dessous.
 Exp.1 : Charger par frottement un bâton en P.V.C. ou une règle en plastique. L’approcher de l’électroscope.
 Noter vos observations et interprétations.
 Que se passe-t-il lorsqu’on éloigne le bâton ?
 Exp.2 : Toucher l’électroscope avec un bâton de P.V.C., puis retirer le bâton. Observer et interpréter.
 Exp.3 : Toucher l’électroscope avec la main. Observer et interpréter.
 Exp.4 : Toucher l’électroscope avec une main. En même temps, approcher le bâton de verre de l’électroscope. Retirer la main de l’électroscope. Eloigner le bâton. Observer et interpréter.