Chariot électrostatique 2

EL 002


 

Principe de l'expérience

Démonstrations expérimentales mettant en évidence les effets électriques liés à la répartition  des charges à la surface de conducteurs de formes différentes: effet de la cage de Faraday qui protège des influences électriques les corps placés à l’intérieur, effet de pointe en reliant différents conducteurs au générateur de Van de Graaff dans plusieurs configurations différentes, petit cirque électrostatique d’expériences amusantes liés aux charges sur un conducteur.

Manipulations
  • Cage de Faraday: Mettre en marche le Van de Graaff et observer la polarisation induite sur l’électroscope. Placer la cage sur l’appareil et observer que l’électroscope n’est plus polarisé. Placé ensuite la radio en fonctionnement à la place de l’électroscope et refaire l’expérience. Enlever ensuite ce matériel.
  • Mettre en contact la grande sphère conductrice avec la sphère du générateur et relier par un fil la grande sphère avec le support à tourniquet. Placer en premier le tourniquet à pointes recourbées et mettre en marche le générateur, observer la rotation du dispositif, puis refaire l’expérience avec le tourniquet à pointes radiales ( plus de rotation ). Enlever le matériel.
  • Relier la grande sphère au cylindre conique. Placer la bougie allumée avec la flamme à la hauteur de la pointe du cône. Enclencher le générateur et observer la forme de la flamme. On peut périodiquement  mettre à la masse la sphère du générateur à l’aide du goupillon relié à la terre pour montrer l’effet produit sur la flamme.
  • En option, de la même façon, relier les petits éléments du cirque électrostatique au générateur et montrer l’effet des charges, par exemple, carillon avec les clochettes,  boules dansantes,  etc….
Liste du matériel
  • Grand générateur électrostatique de Van de Graaff
  • Grande sphère conductrice sur pied isolant
  • Cage de Faraday avec sa plaque avec mise à terre
  • L’électroscope
  • La radio
  • Le support pour effet de pointe, différentes pointes
  • Le cylindre conique avec porte-bougie et bougie
  • Plateau avec petit matériel du cirque électrostatique
  • Bloc de mise à terre et goupillon pour mise à terre, fils de connexion
Particularités techniques

Pour brancher les divers éléments conducteurs au générateur de van de Graaff: mettre en contact la grande sphère conductrice avec celle du générateur et utiliser la prise située sous la grande sphère pour relier par un fil l’élément conducteur ( support à pointe, ou cylindre conique, etc…) de l’expérience au système .

Faire attention aux conditions météorologiques. Expériences sensibles à l’humidité ambiante. Bien aérer la salle avant le cours. Au besoin demander un foehn et sécher le matériel. En cas d’humidité extérieure importante, demander aux élèves de déposer leurs vestes dans une pièce attenante à la salle ce cours.

Complément de théorie

En peut également montrer l’attraction électrique entre les deux sphères chargées ( celle du générateur et la grande sphère conductrice sur pied isolant ) en reliant la grande sphère à la terre et  l’approchant ensuite gentiment de celle du générateur, lors de la décharge électrique entre les deux sphères on peut observer l’oscillation de la grande sphère sur son support.