les charges électriques
DESCRIPTION
Les charges électriques. Attraction et répulsion. +. +. +. -. L’électrisation d’un objet. Comment un objet neutre réagit-il en présence d’un objet chargé? Je place plusieurs bouts de papier sur le pupitre. Je frotte la tige de verre avec la laine. J’approche la tige des bouts de papier. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Les charges électriques
Attraction et répulsion+
- +
+
L’électrisation d’un objet
Comment un objet neutre réagit-il en présence d’un objet chargé? Je place plusieurs bouts de papier sur le
pupitre. Je frotte la tige de verre avec la laine. J’approche la tige des bouts de papier. J’observe que la tige attire les bouts. Je recommence les étapes 2 et 3 en utilisant
une tige d’ébonite.
Conclusion
Quand on frotte la tige de verre sur la laine, la tige donne des électrons à la laine. La tige devient chargée positivement.
Quand on frotte la tige d’ébonite sur la laine, la tige prend des électrons de la laine. La tige devient chargée négativement.
ébonite
laine
Le gain et la perte d’électrons Les atomes de certains objets retiennent moins
fortement leurs électrons périphériques que d’autres objets.
Le verre retient les électrons moins que la laine et la laine moins que l’ébonite.
Par frottement, les électrons passent du verre à la laine. Les protons du verre restent en place. Le verre, qui perd des électrons, devient chargé positivement.
Par frottement, les électrons passent de la laine à l’ébonite. L’ébonite, qui gagne des électrons, devient chargé négativement.
Explication Un bout de papier est neutre. Il contient autant de
charges positives que de charges négatives. Quand on approche la tige de verre chargée
positivement du bout de papier, la tige attire le bout de papier par ses charges négatives.
Quand on approche la tige d’ébonite chargée négativement du bout de papier, la tige attire le bout de papier par ses charges positives.
Deux charges de même signe se repoussent
Les deux tiges sont chargées positivement. Une charge positive repousse une autre
charge positive.
Tiges de verre frottées avec de la laine
++
La répulsion des charges électriques
Une charge positive repousse une charge positive.
Une charge négative repousse une charge négative.
++ Répulsion
-- Répulsion
La répulsion des charges électriques
Les charges se repoussent
++ Répulsion
-- Répulsion
L’attraction des charges électriques
Deux charges de signes différents s’attirent.
L’unité de la charge électrique est le coulomb, de symbole (C).
-+Attraction
L’attraction des charges électriques
Les deux charges s’attirent.
-+
Attraction
La force électrique entre deux charges
Vous avez appris en chimie que : Tout atome, qui perd des électrons, devient un
ion positif. La charge électrique d’un ion positif, ou d’un
objet chargé positivement, est un multiple de la charge du proton (p+ = + 1,6 X 10-19 C).
Tout atome, qui gagne des électrons, devient un ion négatif.
La charge électrique d’un ion négatif, ou d’un objet chargé négativement, est un multiple de la charge de l’électron (e- = - 1,6 X 10-19 C).
La force électrique entre deux charges
Entre deux charges électriques q et q’, il existe une force électrique qu’on peut calculer avec la formule de Coulomb.
La formule de Coulomb q et q’ sont les valeurs des charges en coulombs (C) sans
signe. r est la distance entre les deux charges en mètres (m). F est la valeur de la force en newtons (N).
929 10 q qFr
+q’q rF F
Exemple Les deux ions Na+ et Cl- se lient par une liaison
ionique qui est une force électrique entre deux charges de signes contraires. Quelle est la charge électrique q de l’ion de sodium? Quelle est la charge électrique q’ de l’ion chlorure? Quelle est la valeur de cette force électrique?
On donne : La distance entre les deux ions est 276 pm (1 pm = 1 picomètre = 10-12 m). La charge de l’électron est = -1,6 x 10-19 C.
Solution L’ion sodium a 11 protons et 10 électrons. Il a un
proton de plus. Sa charge q = +1,6 x 10-19 C.
L’ion chlorure a 17 protons et 18 électrons. Il a un électron de plus. Sa charge est q’ = -1,6 x 10-19 C.
La force électrique
La force est F = 2,7 x 10-8 N (N = newton)
929 10 q qFr
19 199
12 2(1,6 10 ) (1,6 10 )9 10
(276 10 )F
Problèmes
1. Deux charges électriques de + 2 C et -0,5 C sont séparées par une distance de 2 mm.
a) Calcule la force électrique qui existe entre ces deux charges.
b) La force est-elle attractive ou répulsive? Pourquoi?
Problèmes
2. Les deux ions Ca2+ et O2- se lient par une liaison ionique. La distance entre les deux ions est 240 pm. Quelle est la charge de chaque ion si la
charge de l’électron est -1,6 x 10-19 C? Calculer la force électrique qui existe entre
ces deux ions (1 pm = 10-12 m).
Réponses
1.
La force électrique est attractive. Les deux charges sont de signes contraires.
2. La charge de l’ion calcium = 2 x (+1,6 x10-19) = +3,2x 10-19 C
La charge de l’ion oxyde = 2 x (-1,6 x 10-19) = -3,2 x 10-19 C
La force électrique F = 1,6x10-2 N.
9 33 2
(2) (0,5)9 10 2,25 10 N(2 10 )
F -´= ´ = ´´
Le savais-tu? Un conducteur est une substance dans laquelle les
charges peuvent se déplacer librement. Exemples : Le cuivre, l’aluminium, le fer… Dans ces métaux, les charges qui se déplacent sont
des électrons. Un isolant est une substance dans laquelle les
charges ne peuvent pas se déplacer. Exemples : Le verre, l’ébonite, le bois… Ces isolants retiennent fortement leurs électrons.