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Electrostatique et voiture.



  1. #1
    Bigfraise

    Electrostatique et voiture.


    ------

    Bonjour,

    Ca fait un petit moment maintenant que je cherche une explication du phénomène qui existe entre une voiture et l'air sec. Je sais déjà que c'est un phénomène électrostatique causé par le frottement de l'air et la carrosserie de la voiture. Je me pose les questions suivantes :

    Comment se charge la voiture (l'air sec cède des charge négative?) ?
    Se charge-t-elle positivement ou négativement?
    Est-il possible de calculer la charge accumulée sur la carrosserie ?

    -----

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  3. #2
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par Bigfraise Voir le message
    Bonjour,

    Ca fait un petit moment maintenant que je cherche une explication du phénomène qui existe entre une voiture et l'air sec. Je sais déjà que c'est un phénomène électrostatique causé par le frottement de l'air et la carrosserie de la voiture. Je me pose les questions suivantes :

    Comment se charge la voiture (l'air sec cède des charge négative?) ?
    Se charge-t-elle positivement ou négativement?
    Est-il possible de calculer la charge accumulée sur la carrosserie ?
    Je tente ici d'estimer la charge accumulée par la voiture.

    Evaluons d'abord la capacité d'un condensateur spherique de 1,5 m de diametre

    C = 4 pi e° R = 4 * 3,14 * 1/( 36 *3,14 *10^9) * 0,75= 83 pF

    On peut assimiler la voiture a 3 spheres identiques, on peut donc estimer la capacite du condensateur formé par la voiture à un condensateur de 250 pF environ

    Si on estime la tension developpée à environ 10 000 volts

    la charge estimée serait de l'ordre de Q = 250 E-12 * 10 000 =
    250 *E -8 = 2,5 µ coulomb

    C'est une estimation, disons quelques micro coulomb

  4. #3
    Bigfraise

    Re : Electrostatique et voiture.

    Comment as-tu fait pour estimer la tension ?

  5. #4
    obi76

    Re : Electrostatique et voiture.

    Je présume que c'est à la louche... c'est pas 3V et c'est pas 1MV non plus...
    Enfin il a vraiment très très approximé (voiture assimilable à 3 sphères, la tension etc...). C'est juste pour avoir un ordre de grandeur. C'est pas 1 Coulomb ni 1 pico Coulomp...

  6. #5
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par Bigfraise Voir le message
    Comment as-tu fait pour estimer la tension ?


    Mon experience me dit que j'ai vu des arcs de l'ordre de cm lorque j'ai recu des decharges lorsque j'ai approché ma clef de la serrure

    un arc de 1 cm ça fait à peu près 10 kV

    Maintenant si tu as des instuments de mesure, il faut faire des essais, tu auras sans doute alors une idèe plus precise. Mais la charge depend des conditions atmospheriques. Les pneus ne sont pas des isolants parfaits, car leur caoutchouc est chargé de carbone.

    que penses tu de cette approche ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Je présume que c'est à la louche... c'est pas 3V et c'est pas 1MV non plus...
    Enfin il a vraiment très très approximé (voiture assimilable à 3 sphères, la tension etc...). C'est juste pour avoir un ordre de grandeur. C'est pas 1 Coulomb ni 1 pico Coulomp...
    bonjour,

    as tu une meilleure louche ?

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  10. #7
    Pera

    Re : Electrostatique et voiture.

    essaie tribo-electricite dans google.

    tu aurais plein d'info.

    a+ et bonne lecture

  11. #8
    obi76

    Re : Electrostatique et voiture.

    Je n'ai jamais dis ça, j'ai dis que c'est à la louche dans le sens une approximation c'est tout.

    Pour le condensateur équivalent j'aurai plutôt pris une plaque (vu que par rapport au sol, le châssis est très assimilable à une plaque) mais bon bref, ne tatillons pas

  12. #9
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par obi76 Voir le message
    Je n'ai jamais dis ça, j'ai dis que c'est à la louche dans le sens une approximation c'est tout.

    Pour le condensateur équivalent j'aurai plutôt pris une plaque (vu que par rapport au sol, le châssis est très assimilable à une plaque) mais bon bref, ne tatillons pas

    En reprenant ton approche
    C = e°S/d avec S = 6m² et d = 0,5 m tu trouves 25 pF

    Je pense que compte tenu de la surface de la voiture, l'approche des sphères me parait être plus proche de la réalité.

    tout cela est à la louche........

  13. #10
    LPFR

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour.
    En réalité, je ne crois pas que ce soient les voitures que se chargent. Les "châtaignes" que l'on reçoit sont, la plupart de fois, dues à l'électrisation de nos vêtements avec les sièges de la voiture. Si on descend et on monte dans la voiture tout en restant en contact avec la carrosserie, on ne reçoit pas de décharge.

    Mais dans le temps, il est vrai que les véhicules se chargeaient. C'était potentiellement dangereux, surtout pour les citernes de transport de produits inflammables. Je me souviens d'avoir vu, quand j'étais enfant, les camions citerne traîner une chaîne avec un bout de métal par terre (et qui faisait des étincelles!) dans l'espoir de décharger la charge électrostatique du camion.

    Le processus de charge ressemblait à une machine électrostatique. La surface des pneus se chargeait par contact avec la chaussée et quand le pneu tournait, la diminution de la capacité entre la surface chargée et le sol, faisait augmenter la tension ce que facilitait le transfert de charge entre la surface du pneu (cette fois en haut) et les gardes boues (comme le ruban dans la sphère d'un générateur de Van der Graff).

    Ce problème disparut avec l'apparition des pneus à carcasse en acier qui est en contact avec la jante.
    Au revoir.

  14. #11
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour,

    Je me souviens avoir reçu des chataignes quand j'ai voulu mettre la clef dans la serrure de la portière.... Mais je ne me suis pas posé la question qui etait le porteur des charges ...

    cela m'est arrivée mais pas souvant. il est vrai que depuis un certain temps, je n'ai plus reçu des chataignes de ce type, c'est sans doute la technologie des pneus qui a changé.

  15. #12
    Pera

    Re : Electrostatique et voiture.

    c'est pas une vieille voiture, mais de vieux pneus qu'il faut pour refaire l'experience....

    a noter que ce phenomene s'observe de facon spectaculaire sous formes d'etincelles lorsqu'une personne aux cheveux longs enleves son tee-shirt en synthetique dans le noir. (faites l'experience avec vos compagnes!! mdr)

    a+

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  17. #13
    Jeanpaul

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    En réalité, je ne crois pas que ce soient les voitures que se chargent. Les "châtaignes" que l'on reçoit sont, la plupart de fois, dues à l'électrisation de nos vêtements avec les sièges de la voiture. Si on descend et on monte dans la voiture tout en restant en contact avec la carrosserie, on ne reçoit pas de décharge.

    Mais dans le temps, il est vrai que les véhicules se chargeaient. C'était potentiellement dangereux, surtout pour les citernes de transport de produits inflammables. Je me souviens d'avoir vu, quand j'étais enfant, les camions citerne traîner une chaîne avec un bout de métal par terre (et qui faisait des étincelles!) dans l'espoir de décharger la charge électrostatique du camion.

    Le processus de charge ressemblait à une machine électrostatique. La surface des pneus se chargeait par contact avec la chaussée et quand le pneu tournait, la diminution de la capacité entre la surface chargée et le sol, faisait augmenter la tension ce que facilitait le transfert de charge entre la surface du pneu (cette fois en haut) et les gardes boues (comme le ruban dans la sphère d'un générateur de Van der Graff).

    Ce problème disparut avec l'apparition des pneus à carcasse en acier qui est en contact avec la jante.
    Au revoir.
    C'est bien vu tout ça. Les pneus sont conducteurs et la constante de temps RC est de quelques secondes. Il est vrai qu'on se charge soi-même pour peu qu'on porte de chaussures à semelles latex et des jeans qui frottent sur les sièges. D'ailleurs quand on fait le plein, on ne voit pas d'étincelles quand on approche le bec verseur (et heureusement !).

  18. #14
    HULK28

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par Jeanpaul Voir le message
    D'ailleurs quand on fait le plein, on ne voit pas d'étincelles quand on approche le bec verseur (et heureusement !).
    Hello,
    Non parcequ'avant tu as pris une châtaigne en insérant ta carte dans le lecteur de CB.

    Comme le dit justement LPFR la cause est essentiellement d'ordre vestimentaire, l'effet du véhicule est quasi imperceptible sauf si vous roulez par temps très sec avec du vent qui va fouetter la carrosserie avec des poussières ou du sable fin.
    Le génie est fait d'un pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration.

  19. #15
    Ouk A Passi

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour à tous,

    D'ailleurs quand on fait le plein, on ne voit pas d'étincelles quand on approche le bec verseur (et heureusement !).
    Malheureusement, cela est déjà arrivé!

    Le summum du comportement dangereux est celui de la personne qui fait son plein
    tout en continuant de converser avec son téléphone portable ...
    Ne riez pas, c'est hélas plus fréquent que vous le croyez.

  20. #16
    Jeanpaul

    Re : Electrostatique et voiture.

    Effectivement sur les pompes à essence on voit parfois qu'il est interdit de téléphoner. Je n'ai jamais compris pourquoi c'est dangereux car un tel téléphone ne génère pas de hautes tensions donc pas d'étincelles. Ou alors ça dérange l'électronique de la pompe.
    Quelqu'un aurait-il une référence sérieuse sur ce danger ?

  21. #17
    LPFR

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour
    Citation Envoyé par Ouk A Passi Voir le message
    Malheureusement, cela est déjà arrivé!
    Non. Je ne pense pas. S'il y avait le moindre risque que cela arrive, toutes les stations de service seraient équipées des dispositifs de misse à la terre des voitures, comme ceux que l'on peut voir dans les stands de Formule 1.

    Citation Envoyé par Ouk A Passi Voir le message
    Le summum du comportement dangereux est celui de la personne qui fait son plein
    tout en continuant de converser avec son téléphone portable ...
    Ne riez pas, c'est hélas plus fréquent que vous le croyez.
    Penser que l'utilisation d'un téléphone portable puisse enflammer de l'essence est tout simplement absurde.

    Vous devriez arrêter de colporter des ragots sans fondement.

    Au revoir.

  22. #18
    calculair

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour

    Non. Je ne pense pas. S'il y avait le moindre risque que cela arrive, toutes les stations de service seraient équipées des dispositifs de misse à la terre des voitures, comme ceux que l'on peut voir dans les stands de Formule 1.



    Penser que l'utilisation d'un téléphone portable puisse enflammer de l'essence est tout simplement absurde.

    Vous devriez arrêter de colporter des ragots sans fondement.

    Au revoir.
    Bonjour,

    Sans vouloir contre dire ce que tu viens de dire, en effet des automobilistes font le plein en telephonant et aucune station s'est enflammée, l'experience te donne raison.

    M'empêche quand tu faits le plein en telephonant tu crées une onde electromagnetique de l'ordre de quelques watts. Le couplage à proximité immediate de la voiture et du pistolet de la pompe a cette onde peut developper des courants non negligeables et eventuellement provoquer une petite etincelle. Evidemment ce n'est pas pour autant que l'on developpe une energie suffisante pour provoquer l'inflamation de l'escence.

    En fait tu verras que les exploitants des pompes affichent un logo interdisant l'utilisation des portables, mais cet affichage est discret. Cela signifie aussi que le risque doit être trés faible ou fait parti d'une politique dite de precaution.....

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  24. #19
    LPFR

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour Calculair.
    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    M'empêche quand tu faits le plein en telephonant tu crées une onde electromagnetique de l'ordre de quelques watts. Le couplage à proximité immediate de la voiture et du pistolet de la pompe a cette onde peut developper des courants non negligeables et eventuellement provoquer une petite etincelle. Evidemment ce n'est pas pour autant que l'on developpe une energie suffisante pour provoquer l'inflamation de l'escence.
    Bon, parlons chiffres.
    Un téléphone portable émet 2 w maximum. À 50 cm de distance cela fait une surface d'environ 3 m². Ce qui fait une puissance par unité de surface de 2/3 w/m².
    Le champ éfficace d'une onde électromagnétique qui transporte cette puissance est:

    Même si on calcule le champ crête, cela ne fait que 21 V/m C'est à dire que même sur un mètre on n'atteint même pas la tension d'ionisation d'une molécule de gaz. Et de toute façon, avec ce champ, on ne peut pas créer une étincelle. Même à des courtes distances.

    Ce ne sont pas des courants qui peuvent enflammer l'essence, mais des températures élevées. Il faut une étincelle.

    Cordialement,
    LPFR

  25. #20
    Pera

    Re : Electrostatique et voiture.

    pour souligner l'effet de la temperature, au-dela du "point flash", il y a auto-inflammation, comme dans les moteurs diesel par exemple (au dela de 240 degre environ, si je me souviens bien).

    donc les vapeurs de diesel dans une station service pourrait s'enflammer facilement a partir d'une cendre de cigarette (T = 300-350 si je me souviens bien, encore un fois).

    Par contre, pour le telephone portable, je peux pas dire.

    a+

  26. #21
    Bigfraise

    Re : Electrostatique et voiture.

    Merci beaucoup pour toutes vos réponses.


    Citation:
    Posté par obi76 Voir le message
    Je n'ai jamais dis ça, j'ai dis que c'est à la louche dans le sens une approximation c'est tout.

    Pour le condensateur équivalent j'aurai plutôt pris une plaque (vu que par rapport au sol, le châssis est très assimilable à une plaque) mais bon bref, ne tatillons pas


    En reprenant ton approche
    C = e°S/d avec S = 6m² et d = 0,5 m tu trouves 25 pF

    Je pense que compte tenu de la surface de la voiture, l'approche des sphères me parait être plus proche de la réalité.
    J'ai lu sur wikipédia que :

    Un condensateur est constitué fondamentalement de deux conducteurs électriques, ou "armatures", très proches l'un de l'autre, mais séparés par un isolant, ou "diélectrique".
    Ici les deux armatures seraient d'une part le chassis et d'autre part le doigt. Et l'isolant serait l'air. Donc dans ton calcul, e° est la permittivité de l'air, S la surface du chassis et d, la distance entre le doigt et le chassis? Seulement ne faut-il pas que les 2 armatures aient la même surface et dans ce cas prendre S= 1cm² (surface du doigt) ?



    Bonjour.
    En réalité, je ne crois pas que ce soient les voitures que se chargent. Les "châtaignes" que l'on reçoit sont, la plupart de fois, dues à l'électrisation de nos vêtements avec les sièges de la voiture. Si on descend et on monte dans la voiture tout en restant en contact avec la carrosserie, on ne reçoit pas de décharge.

    Mais dans le temps, il est vrai que les véhicules se chargeaient. C'était potentiellement dangereux, surtout pour les citernes de transport de produits inflammables. Je me souviens d'avoir vu, quand j'étais enfant, les camions citerne traîner une chaîne avec un bout de métal par terre (et qui faisait des étincelles!) dans l'espoir de décharger la charge électrostatique du camion.

    Le processus de charge ressemblait à une machine électrostatique. La surface des pneus se chargeait par contact avec la chaussée et quand le pneu tournait, la diminution de la capacité entre la surface chargée et le sol, faisait augmenter la tension ce que facilitait le transfert de charge entre la surface du pneu (cette fois en haut) et les gardes boues (comme le ruban dans la sphère d'un générateur de Van der Graff).

    Ce problème disparut avec l'apparition des pneus à carcasse en acier qui est en contact avec la jante.
    Au revoir.
    Donc la voiture se charge ou se chargeait par le frottement des pneus sur la route. Mais en quoi le contact du pneu avec les jantes y changent quelque chose?
    Et si c'est nous qui nous chargeons, alors à chaque fois que l'on sortirait de la voiture et que l'on mettrait le pied à terre (en prenant l'hypothèse que nos chaussures ne sont pas très isolante) nous aurions une décharge? En quoi le fait de toucher la voiture empêcherait cette décharge?

    Encore merci pour vos réponses

  27. #22
    LPFR

    Re : Electrostatique et voiture.

    Citation Envoyé par Bigfraise Voir le message
    Donc la voiture se charge ou se chargeait par le frottement des pneus sur la route. Mais en quoi le contact du pneu avec les jantes y changent quelque chose?
    Et si c'est nous qui nous chargeons, alors à chaque fois que l'on sortirait de la voiture et que l'on mettrait le pied à terre (en prenant l'hypothèse que nos chaussures ne sont pas très isolante) nous aurions une décharge? En quoi le fait de toucher la voiture empêcherait cette décharge?
    Bonjour.
    Comme j'ai dit les pneus se chargent par contact et non par frottement. Si non, ils ne se changeraient que quand les pneus crissent.
    Si le pneu à une carcasse métallique reliée au châssis, les charges qui se trouvent sur la surface restent à la même distance de la carcasse quand le pneu tourne et restent plus près d'elle que des garde-boue. Ou si vous préférez, les forces qui attirent ses charges sont plus fortes vers le pneu que vers le garde-boue (parque la distance est plus petite). Et comme le pneu est isolant, elles restent dessus.
    Quand on frotte nos vêtements contre le siège, nos vêtements se chargent et la voiture aussi, avec des charges égales et de signe opposé. Que nous ayons de semelles isolantes ou non ne change rien: la voiture, elle, a des semelles isolantes. Le fait de toucher la voiture pendant qu'on frotte nos vêtements n'empêche pas la décharge. Bien au contraire, elle la facilite: vous vous déchargez au four et à mesure que vous vous chargez. Mais comme la décharge est lente le courant est trop faible pour le sentir.
    Au revoir.

  28. #23
    Pera

    Re : Electrostatique et voiture.

    euh, la carosserie se charge par frottements avec l'air.

    c'est pour ca qu'on a plus de chance de se prendre une chataigne quand l'air est sec.
    par contre LPFR, je pense pas qu'on charge la voiture en se frottant sur le siege. sinon la foudre aurait fait pas mal de morts. le siege est fait en tissus, polyurethane, et autres polymeres, tous isolants.

    pourquoi on se prend plus de chataigne aujourd'hui? quelle difference avec les voitures d'il y a 20 ans?

    la peinture tout simplement.

    j'aime bien mon raisonnement.

    rasoir d'oakham powaaaah

    a +

  29. #24
    jhaw

    Re : Electrostatique et voiture.

    Bonjour.
    Pour en revenir au problème du telephonne portable, il ne faut pas oublier les contacts des touches qui génèrent des micro-étincelles, et surtout le vibreur qui est un petit moteur éléctrique avec contacts rotatifs (rupture de self) et donc générateur d'étincelles!

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