projet de physique expÉrimentale : le gÉnÉrateur de kelvin

PROJET DE PHYSIQUE EXPÉRIMENTALE :

LE GÉNÉRATEUR DE KELVIN

Akebli MariamIazourène TarikLoukkal Abderrahmane

Université Paris Diderot – Paris 7

Année universitaire 2011-2012

INTRODUCTION

• Haute tension à partir de gouttes d’eau !

PLAN

1. Description du mécanisme global Rupture de symétrie Charge par influence

2. Évolution de la charge Force électrostatique Équation différentielle du système Comportement exponentiel

3. Décharge du système Ionisation de l’air Distances caractéristiques

Description globale du système

• Tout d’abord, quel chemin suivent les charge?

Description globale du système

• D’où vient la première différence de potentiel ?

• Influence électrostatique

Évolution de la charge

• Existence d’une force électrostatique

=> La trajectoire des gouttes surprend, que se passe t-il ?

• Force électrostatique > gravité

• Gouttes => trajectoire des LDC

Évolution de la charge

• Établissement de l’équation différentielle

Q- Q+Isolant

Qt C

Cb

V+ V- V+ V-

f la fréquence d’écoulement des gouttes

Évolution de la charge

• Comportement exponentiel

• Temps de chargeTemps caractéristique τ

τ ≈ 0,1 s donc temps de charge de 5τ = 0,5 s

Décharge du système• Ionisation de l’air très peu conducteur

Deux caractéristiques nécessaires :-> Distance entre les électrodes, d en mm-> Différence de potentiel entre les électrodes

Seuil d’ionisation = 36kV/cm

DDP de 15kV : d = 0,5 cm Air conducteur : ÉTINCELLE

CARACTÉRISTIQUES

• Rendement du système Énergie électrique : Énergie potentielle :

Rendement : η η ≈ 16%

CARACTÉRISTIQUES

• Dimensions

2mm

40mm

185mm

95mm

94mm

52mm

4,2mm

250mm

420mm

4,2mm

CONCLUSION

-> Récapitulatif-> Ouverture : variante du système

microscopique