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L'électrostatique
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Des corps peuvent porter une charge électrique nette non nulle et produire des
effets autour d'eux (via un champ électrique généré autour d'eux).
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Dans un corps conducteur,
la charge nette se répartira en surface
car les électrons peuvent se déplacer facilement et leur répulsion
mutuelle les repoussera en périphérie du corps.
C'est leur manière de s'éloigner le plus les uns des
autres. |
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Même dans le cas d'une charge nette positive,
seuls les électrons se
déplacent.
Une charge positive correspond alors à un électron
manquant dans un atome. Le manque d'un électron peut
être appelé un trou.
Les trous
(positifs) se répartiront en périphérie du corps de la même manière
que des électrons pour un corps négatif.
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Si on approche l'un de l'autre deux corps conducteurs chargés, leurs
charges s'attireront ou se repousseront de manière à se rapprocher
ou s'éloigner.
Les charges n'ont pas
à être de même grandeur pour induire un déplacement
des charges sur les faces des corps.
La
distance entre les corps impliqués est évidemment un
facteur dans la densité de l'accumulation de charge.
Plus les corps sont rapprochés, plus les effets
seront marqués.
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Un corps chargé non conducteur peut produire les mêmes effets sur
d'autres corps, mais ne verra pas de déplacement de charges dans son
propre volume.
(Un corps « non conducteur » peut aussi
être « mauvais conducteur »; il peut y avoir un faible
et/ou lent déplacement des charges.) |
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Dans un corps conducteur NON CHARGÉ, une séparation de charge peut
se produire sous l'effet d'un corps chargé à proximité : des atomes
d'un côté du corps
perdront des électrons de manière à accumuler de l'autre côté une charge
positive, en accord avec la répulsion ou l'attraction produite par la charge à proximité.
La charge nette du corps montrant une séparation de charge demeure
la même (la charge nette est conservée). |
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La charge nette totale de deux corps mis en contact sera répartie
sur les deux corps.
Lorsque des corps conducteurs chargés sont mis en contact, des
électrons peuvent passer de l'un à l'autre de façon à équilibrer la
charge répartie sur chacun d'eux.
Si les charges des deux corps mis en contact sont de même grandeur
et de signe contraire, chaque corps sera neutre après le transfert
de charge. |
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Dans le cas de charges de signes contraires, on peut décortiquer le
transfert de charge en deux étapes :
1- le corps le plus chargé transfère à l'autre corps une charge qui
annulera la charge du corps le moins chargé.
Ici, une flèche rouge effacée suggère un transfert de
charges positives vers la gauche, mais en réalité,
seuls les électrons peuvent se déplacer dans le
matériau, alors ce sont plutôt des électrons de la
sphère de gauche qui se déplaceront vers la sphère
de droite de manière à annuler la charge nette de la
sphère de gauche.
2- la charge résiduelle
toujours à droite sera partagée entre les deux corps (partagée
également si les corps sont identiques).
Encore une fois, ce sont des électrons qui iront de
gauche à droite de manière à créer sur la sphère de
gauche une charge nette positive (de même valeur que
la charge nette de la sphère de droite qui est
réduite par l'arrivée d'électrons). |
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Dans le cas de charges de mêmes signes, une portion de la charge
excédentaire du corps le plus chargé est transférée au corps le
moins chargé de manière à égaler les charges finales de chaque corps
(pour des corps identiques).
Encore une fois, seuls des électrons peuvent être
transférés. Malgré que les deux sphères soient positives
avant le contact, c'est un transfert d'électrons de
droite à gauche qui augmentera la charge nette positive
de droite pour réduire la charge nette positive de
gauche. (Une flèche rouge effacée illustre le sens d'un
transfert équivalent de gauche à droite.)
Les charges des deux sphères, après le contact, sont
identiques (pour des sphères de dimensions identiques). |
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Le fait qu'un seul des corps soit chargé initialement ne
modifie pas le comportement des charges.
Avant le contact, le rapprochement d'un corps
conducteur chargé et d'un corps conducteur non chargé
entraîne une séparation de charges dans le corps non
chargé.
Lors du contact, la charge nette totale sera répartie
également sur les deux corps. Si le corps chargé est
initialement nétatif, il donnera directement à l'autre
corps la moitié de sa charge.
Si on éloigne ensuite les deux corps, chacun
conservera la moitié de la charge totale initiale. |
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: Écrire à Maxime Verreault
