Electrostatique

[curieuxdenature]

Bonjour

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Envoyé par curieuxdenature
cette expérience n'est qu'un trompe-l'oeil, quand on introduit un liquide conducteur(isolé par le verre) entre deux plaques chargées on ne fait que modifier la permittivité du milieu, la capacité du condensateur ainsi formé varie mais le bilan global montre qu'il n'y pas de gain en énergie.



XXXX critique perso => MP XXXXX

Je suis un peu loin de mes cours en effet, et je voudrais savoir où mon affirmation pèche.
Mis à part l'apport d'énergie par la main qui introduit l'isolant entre les plaques du condensateur, d'où peut venir le gain ?
(je dis mis à part parce que le fait de l'enlever rend l'énergie amenée, c'était mon idée.)
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[erff]

Bonsoir,

Je n'ai pas posé de calculs, mais pour moi l'énergie va diminuer car on travaille avec des plaques chargées (donc on travaille à charge constante). Ceci ne serait pas le cas si on travaillait à différence de potentiel imposée.

Ce que j'imagine (je peux me tromper) c'est que le matériau isolant va être attiré entre les plaques (il faudra donc résister avec ta main pour récupérer l'énergie), à la façon dont est attiré un noyau de ferrite dans un champ magnétique afin de minimiser l'énergie stockée. Bien entendu la différence de potentiel entre les plaques deviendra plus faible pour que le 1/2*C*V^2 puisse diminuer.

Si on travaille en revanche à différence de potentiel imposée, il n'y aura pas de travail mécanique. Néanmoins c'est le générateur qui maintient le potentiel qui va devoir fournir des charges supplémentaires au schmilblick. C'est donc le générateur électrique qui doit fournir l'énergie liée au changement de config, pas l'opérateur.

Sauf erreur ...

[curieuxdenature]

Bonjour erff

merci de ta réponse.

C'est vrai qu'il y a deux cas à envisager,
1- plaques chargées puis générateur enlevé.
2- générateur branché en permanence.

Pour se cantonner au cas 1, il me semble que la charge va se conserver mais quand l'isolant sera introduit alors la capacité va augmenter.
La charge se conserve ce qui va faire baisser la tension aux bornes du condo. (mais est-ce bien le cas ?)
Au final l'énergie emmagasinée ne change pas.

Par contre, si le mouvement est rapide (je pense au micro-electret par exemple) on a bien une tension alternative qui va apparaître.
Si je branche une charge, on a bien récupération d'énergie électrique via l'énergie mécanique issue du mouvement.

Et pour me corriger, le fait de retirer l'isolant ne rend pas l'énergie (à quoi, d'ailleurs ! la main travaille aussi.) mais la variation rapide va encore amener de l'énergie récupérable sur la charge.

Donc l'énergie augmente bien, mais bon, pour moi c'est une conversion et pas un gain, comme dans une dynamo.

[erff]

Re

La charge se conserve ce qui va faire baisser la tension aux bornes du condo. (mais est-ce bien le cas ?)
Au final l'énergie emmagasinée ne change pas.

La charge se conserve, c'est certain donc les charges amenées seront toujours là et la ddp va bien chuter. Par contre l'énergie électrostatique stockée dans le système va diminuer à mon sens, car lorsque tu approches l'isolant, il va être attiré, donc l'opérateur qui introduit l'isolant va gagner de l'énergie sous forme mécanique (il faut opposer une force au mouvement pour amener l'isolant). L'énergie stockée peut être calculée par E=1/2q²/C donc si C augmente, E diminue. La forme 1/2*C*V² n'est pas pratique ici, car justement la ddp est une inconnue du pb (alors que q, on le connaît, c'est une donnée de départ).

Le principe du micro électret est justement de fournir (et amplifier) cette variation de tension due aux variation de capacité elle-même provoquée par un travail mécanique (l'opérateur ici c'est l'onde sonore).

Et pour me corriger, le fait de retirer l'isolant ne rend pas l'énergie (à quoi, d'ailleurs ! la main travaille aussi.) mais la variation rapide va encore amener de l'énergie récupérable sur la charge.

Dans le cas 1 (charge imposée) je pense que retirer l'isolant va au contraire demander un effort mécanique à l'opérateur, l'énergie électrostatique du système va augmenter, donc c'est l'opérateur qui va devoir fournir la différence par son travail mécanique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gatsu]

Bonjour

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Envoyé par curieuxdenature
cette expérience n'est qu'un trompe-l'oeil, quand on introduit un liquide conducteur(isolé par le verre) entre deux plaques chargées on ne fait que modifier la permittivité du milieu, la capacité du condensateur ainsi formé varie mais le bilan global montre qu'il n'y pas de gain en énergie.



XXXX critique perso => MP XXXXX

Je suis un peu loin de mes cours en effet, et je voudrais savoir où mon affirmation pèche.
Mis à part l'apport d'énergie par la main qui introduit l'isolant entre les plaques du condensateur, d'où peut venir le gain ?
(je dis mis à part parce que le fait de l'enlever rend l'énergie amenée, c'était mon idée.)

Salut,

Quel est le système envisagé exactement ? J'ai du mal à visualiser entre "verre" et "liquide conducteur"....

[curieuxdenature]

Dans le cas 1 (charge imposée) je pense que retirer l'isolant va au contraire demander un effort mécanique à l'opérateur, l'énergie électrostatique du système va augmenter, donc c'est l'opérateur qui va devoir fournir la différence par son travail mécanique.

Bonjour erff

bien, donc intuitivement j'avais bon au premier jet.
Si j'ai bien saisi, en imaginant un disque à segments en bakélite (par exemple) un des segments plein devrait se positionner tout seul entre les lames du condo chargé. C'est le complément de l'aimant qui attirerait le même segment d'un disque en fer cette fois.
Ensuite, pour ramener la partie évidée entre les plaques il faudra fournir la même énergie, c'est un prêté pour un rendu, bilan global = 0.

Par contre, si on force le disque à tourner alors la variation de tension aux bornes du condo est susceptible d'être utilisée par une charge.
Dans ce cas on a une conversion d'une partie de l'énergie mécanique en énergie électrique. C'est un moteur électrostatique si je puis dire.

Tout le problème est de trouver une charge adéquate, parce que si le condo est chargé à 2000 volts on est mal barré.
J'aimerais bien avoir une application numérique à ce type de problème...