Charge électrique
La charge électrique est une propriété fondamentale des électrons, des protons et d'autres particules subatomiques. Les électrons sont chargés négativement tandis que les protons sont chargés positivement. Les choses qui sont chargées négativement et celles qui sont chargées positivement s'attirent mutuellement. Les électrons et les protons se collent alors les uns aux autres pour former des atomes. Les choses qui ont la même charge se repoussent (elles se repoussent). C'est ce qu'on appelle la loi des charges. Elle a été découverte par Charles-Augustin de Coulomb. La loi qui décrit la force avec laquelle les charges s'attirent et se repoussent les unes les autres est appelée loi de Coulomb.
Les choses qui ont un nombre égal d'électrons et de protons sont neutres. Les choses qui ont plus d'électrons que de protons sont chargées négativement, tandis que les choses qui ont moins d'électrons que de protons sont chargées positivement. Les objets ayant la même charge se repoussent les uns les autres. Les objets qui ont des charges différentes s'attirent mutuellement. Si possible, celui qui a trop d'électrons donnera suffisamment d'électrons pour correspondre au nombre de protons de celui qui a trop de protons pour sa charge d'électrons. S'il y a juste assez d'électrons pour correspondre aux protons supplémentaires, alors les deux choses ne s'attireront plus l'une l'autre. Lorsque les électrons passent d'un endroit où il y en a trop à un endroit où il y en a trop peu, on parle de courant électrique.
Lorsqu'une personne traîne les pieds sur un tapis et touche ensuite une poignée de porte en laiton, elle peut recevoir un choc électrique. S'il y a suffisamment d'électrons supplémentaires, la force avec laquelle ces électrons se repoussent peut être suffisante pour faire sauter certains d'entre eux à travers un espace entre la personne et la poignée de porte. La longueur de l'étincelle est une mesure de la tension ou de la "pression électrique". Le nombre d'électrons qui se déplacent d'un endroit à l'autre par unité de temps est mesuré en ampérage ou "taux de flux d'électrons".
Si une personne reçoit une charge positive ou négative, cela peut faire dresser les cheveux de la personne parce que les charges dans chaque cheveu les éloignent des autres.
La charge électrique ressentie lorsqu'on reçoit un choc d'une poignée de porte ou d'un autre objet est généralement comprise entre 25 000 et 30 000 volts. Cependant, le courant électrique ne circule que brièvement, de sorte que le flux d'électrons à travers le corps de la personne ne cause pas de dommage physique. D'autre part, lorsque les nuages acquièrent des charges électriques, ils ont des tensions encore plus élevées et l'ampérage (le nombre d'électrons qui circuleront lors d'un coup de foudre) peut être très élevé. Cela signifie que les électrons peuvent sauter d'un nuage à la terre (ou de la terre à un nuage). Si ces électrons traversent une personne, le choc électrique peut alors brûler ou tuer.
Expérience historique
L'expérience suivante est décrite par James Clerk Maxwell dans son ouvrage A Treatise on Electricity and Magnetism (1873). Normalement, le verre et la résine sont tous deux chargés de manière neutre. Cependant, si on les frotte l'un contre l'autre puis qu'on les sépare, ils deviennent capables de s'attirer mutuellement.
Si un deuxième morceau de verre est frotté avec un deuxième morceau de résine, les choses suivantes seront visibles :
- Les deux morceaux de verre se repoussent l'un l'autre.
- Chaque morceau de verre attire chaque morceau de résine.
- Les deux morceaux de résine se repoussent.
Si un objet chargé et un objet non chargé sont réunis, l'attraction sera très faible.
On dit que les corps capables d'attirer ou de repousser les choses de cette manière sont "électrifiés" ou "chargés d'électricité". Lorsque deux substances différentes sont frottées l'une contre l'autre, une charge électrique est produite parce que l'une d'elles va donner des électrons à l'autre. La raison en est que les atomes des deux substances ont une puissance inégale pour attirer les électrons. Ainsi, celui qui est le plus capable d'attirer les électrons prendra des électrons à celui qui a une force d'attraction plus faible. Si le verre est frotté contre quelque chose d'autre, il peut donner ou prendre des électrons. Ce qui se passe dépend de l'autre chose.
Les choses qui ont pris des électrons sont dites "chargées négativement", et celles qui ont abandonné des électrons sont dites "chargées positivement". Il n'y a pas de raison particulière à ces noms. Il s'agit simplement d'une convention (accord) arbitraire (choix aléatoire).
En plus d'être électrifiés par friction, les corps peuvent être électrifiés de bien d'autres façons.
Pages connexes
- Électrique
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la charge électrique ?
R : La charge électrique est une propriété fondamentale des électrons, des protons et d'autres particules subatomiques. Les électrons sont chargés négativement tandis que les protons sont chargés positivement. Les choses qui ont la même charge se repoussent (elles se repoussent).
Q : Qui a découvert la loi des charges ?
R : La loi des charges a été découverte par Charles-Augustin de Coulomb.
Q : Que décrit la loi de Coulomb ?
R : La loi de Coulomb décrit la force avec laquelle les charges se tirent et se poussent les unes sur les autres.
Q : En quoi les objets neutres diffèrent-ils de ceux qui ont des charges positives ou négatives ?
R : Les objets qui ont un nombre égal d'électrons et de protons sont neutres, tandis que les choses qui ont plus d'électrons que de protons sont chargées négativement, et celles qui ont moins d'électrons que de protons sont chargées positivement.
Q : Que se passe-t-il lorsque deux objets de charges différentes entrent en contact ?
R : Lorsque deux objets ayant des charges différentes entrent en contact, ils s'attirent - si possible, celui qui a trop d'électrons donnera assez d'électrons pour que le nombre de protons de celui qui a trop de protons corresponde à sa charge d'électrons. S'il y a juste assez d'électrons pour correspondre aux protons supplémentaires, alors les deux choses ne s'attireront plus.
Q : Comment se forme un courant électrique ?
R : Lorsque les électrons se déplacent d'un endroit où il y en a trop vers un endroit où il y en a trop peu, cela s'appelle un courant électrique.
Q : Pourquoi les chocs électriques peuvent-ils être dangereux dans certains cas et pas dans d'autres ?
R : Les chocs électriques ressentis lorsqu'une personne reçoit une décharge d'une poignée de porte ou d'un autre objet sont généralement compris entre 25 000 et 30 000 volts ; cependant, comme le courant électrique ne circule que brièvement, il ne provoque pas de dommages physiques. D'autre part, lorsque les nuages acquièrent des charges électriques, ils ont des tensions encore plus élevées et l'ampérage (le nombre d'électrons qui circulent dans la foudre) peut être très élevé - cela signifie que si ces électrons à haute tension/haut ampérage traversent une personne, elle peut être brûlée ou tuée.
