Electrostatique

invite89719808 · 26/10/2010, 14h30

Bonjour, je voudrai vous exposer mon projet, voilà:
Il consiste à faire soulever une petite boule en métal grâce aux charges. J'explicite le principe, je souhaiterai rendre la charge de la boule positive et puis la mettre sur une petite assiète en métal qui elle aussi aurai une charge positive. Et l'idée c'est que grâce à ça la boule va s'élevé après avoir gagné des + quand elle sera sur l'assiète. On m'a dis que je devrai utiliser une haute tension pour que la boule soit chargée en +, et j'ai réussi à obtenir un petit générateur de 2000V mais avec un petit ampérage de 10 mA. J'ai essayé mais sans succès, la boule agit comme un prolongement de l'assiète et rien ne se passe. J'espère avoir été claire et je voudrai avoir votre avis sur ce projet, si c'est possible ou pas et que dois-je faire. Merci d'avance et

^^ !!

invitebe08d051 · 26/10/2010, 15h02

Salut,

Je ne veux nullement te décourager (d'ailleurs j'apprécie bien ton projet), ça relève de la lévitation magnétique. Mais, il est (très) difficile d'obtenir un système stable, autrement dit, on pourra réussir à soulever la boule, mais de là à la maintenir en l'air, c'est autre chose.

EDIT: Tu pourrais nous donner une idée sur la dimension de cette boule ?

**LPFR** · 26/10/2010, 15h51

Bonjour.
C'est un peu plus simple que la lévitation magnétique (autre que celle du graphite), car il ne s'agit pas de dipôles mais de charges tout court.
On peut peut-être trouver une distribution en anneau qui donne une situation stable. Mais je ne suis pas sur.

Pa contre il me semble totalement illusoire de penser que l'on pourra soulever des billes métalliques. Elles sont trop lourdes par rapport aux forces que l'on peut obtenir avec la charge maximum que les billes peuvent maintenir sans ioniser l'air.

Je pense que l'on peut soulever des billes (petites) en polystyrène expansé. Mais sûrement pas avec des tensions aussi petites que 2 kV.

De plus, l'autre problème est qu'une bille chargée en l'air ne le reste pas indéfiniment. Elle se décharge lentement à cause des ions présents dans l'air. Ça ne tiendra que quelques minutes ou dizaines de minutes tout au plus.
Au revoir.

invite89719808 · 26/10/2010, 16h44

Tout d'abord merci infiniment pour vos réponses. En fait concernant le maintiens de la bille en l'aire et bien je me suis dis qu'une fois qu'elle aura perdu sa charge elle se reposera sur l'assiète pour reprendre des +. Pour la bille c'est une toute petite comme celle qui se trouve dans les roue de vélo d'ailleur si vous voyez de quoi je parle ^^. Mais je tenais à savoir une chose, pourquoi est ce qu'il faut de la haute tension et aussi si vous pouviez expliciter quelques termes et analogies que vous faites ^^ car je ne suis qu'un débutant en phisique c'est juste que j'ai eu cette idée après le cour d'électrostatique et malheuresement j'ai laissé tombé puisque personne ne m'encourager, pour être franc on se fouter de moi et dsl pour le terme. Mais merci beaucoup de votre aide ^^ !

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**LPFR** · 26/10/2010, 17h03

Re.
Je vous répondrai demain. Je n'ai pas le temps maintenant.
A+

invite89719808 · 26/10/2010, 17h29

Pas de soucis merci !

**coussin** · 26/10/2010, 17h47

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...d'Earnshaw
Chépa si c'est utile ici…

invite89719808 · 26/10/2010, 20h56

Merci beaucoup c'est plutôt utile ^^ !!

**LPFR** · 27/10/2010, 11h00

Bonjour.
Comme promis, voici quelques explications.
La première chose est que dans l'air on ne peut pas avoir des champs électriques trop grand car cela créer des étincelles. Grosso modo, le champ maximal est de l'ordre de 1 000 000 V/m. cela correspond à une différence de potentiel de 1000 V entre deux conducteurs distants de 1 mm.
D'autre part, quand on charge une bille, il y a à sa surface un champ électrique (qui ne doit pas dépasser celui indiqué). Ce champ électrique dépend de la charge et du rayon de courbure. Si on fait les calculs, la tension maximale à laquelle on peut mettre une bille de 2 mm de diamètre est de 1000 V environ. Si on essaie de mettre plus, elle ionise l'air et se décharge (au moins partiellement).
La charge électrique d'une telle bille est de q = 1,1 10^(-10) C. Si elle est en acier, son poids est de 3,2 10^(-4) N.
Maintenant, si on met celle bille dans un champ électrique de E = 1 000 000 V/m la force électrique sur la bille sera qE = 1,1 10^(-4) N. ce qui est plus faible que le poids de la bille.
Donc, il faut utiliser des billes plus petites ou plus légères.

De plus, comme l'a indiqué Coussin, on ne pourra pas avoir un équilibre stable.
Au revoir.

invite89719808 · 28/10/2010, 15h31

Déjà merci beaucoup pour tes éclaircissements ^^ ! Puis je voudrai juste savoir comment est ce que je pourrai charger cette bille parce que j'ai une technique mais je ne sais pas si elle est bonne. Ce que je fais c'est que met la bille sur un bout d'aluminium qui est relié à un dispositif qui fournis une tension de 2000V environ. Mais ce que je pense c'est que cette bille ne se charge pas, elle joue simplement le rôle d'un fil qui serai le prolongement du bout d'aluminium. Si tu vois une bonne technique tu pourrai me l'expliquer, merci encore !!

**LPFR** · 28/10/2010, 16h35

Bonjour.
Pour que la bille se charge à la tension maxumale possible il faudrait qu'elle soit connectée aux 2000 V par un fil beaucoup plus fin que la bille. Si elle est posée sur une surface métallique, sa charge totale sera, grosso modo, 4 fois plus faible.
Vous pourriez la mettre sur une surface isolante et la toucher avec un fil fin branché aux 2 kV.
Au revoir.

invite89719808 · 30/10/2010, 14h11

D'accord mais une fois que la bille est chargée, j'enlève à ce moment l'isolant et je la laisse en contact direct avec l'aluminium, pour la lévitation ?

**LPFR** · 30/10/2010, 14h31

Bonjour.
Vous mettez la bille sur une "cuillère" en isolant. Vous la touchez avec un fil fin connecté au 2 kV, puis vous déposez soigneusement la bille au dessus de l'aluminium, sans que la bille le touche. Si elle touche l'aluminium elle se déchargera partiellement.
Si vous n'arrivez pas à le faire, c'est que la charge de la bille n'est pas assez grande (et son poids trop grand).
Au revoir.

invite89719808 · 30/10/2010, 14h39

Très bien merci

mais je tenais juste à vous décrire le dispositif juste pour info: c'est un mini THT comme celui dans les postes TV avec deux bornes + et un - commun. Ce que je fais c'est que je connecte la bille avec l'un des + et l'autre avec l'aluminium, et le - reste en contact avec l'aire. C'est bon comme dispositif ?

**LPFR** · 30/10/2010, 15h13

Envoyé par badrechkova

Très bien merci

mais je tenais juste à vous décrire le dispositif juste pour info: c'est un mini THT comme celui dans les postes TV avec deux bornes + et un - commun. Ce que je fais c'est que je connecte la bille avec l'un des + et l'autre avec l'aluminium, et le - reste en contact avec l'aire. C'est bon comme dispositif ?

Re.
Oui. Mais je ne pense pas que le champ produit avec "l'assiette" en aluminium sera assez intense. Le calcul que je vous ai fait concernait un champ de 1 MV/m. Avec vous petits 2 kV vous aurez l'air, comme chantait Brassens dans "Marinette",...

Essayez déjà de voir si en mettant des morceaux de polystyrène expansé sur l'alu, ils se soulèvent.
A+

invite21348749873 · 31/10/2010, 09h23

Envoyé par LPFR

Bonjour.
Pour que la bille se charge à la tension maxumale possible il faudrait qu'elle soit connectée aux 2000 V par un fil beaucoup plus fin que la bille. Si elle est posée sur une surface métallique, sa charge totale sera, grosso modo, 4 fois plus faible.
Vous pourriez la mettre sur une surface isolante et la toucher avec un fil fin branché aux 2 kV.
Au revoir.

Bonjour
Pouvez vous preciser le calcul qui donne une charge 4 fois plus faible?

**LPFR** · 31/10/2010, 14h23

Envoyé par Arcole

Bonjour
Pouvez vous preciser le calcul qui donne une charge 4 fois plus faible?

Re.
Ce n'est pas un calcul. C'est une estimation en considérant qu'une bille sur une surface soumise à un champ électrique, ne prend pas plus de charge que celle de la surface à laquelle elle "fait ombre".
A+

invite21348749873 · 31/10/2010, 15h37

Envoyé par LPFR

Re.
Ce n'est pas un calcul. C'est une estimation en considérant qu'une bille sur une surface soumise à un champ électrique, ne prend pas plus de charge que celle de la surface à laquelle elle "fait ombre".
A+

Pouvez vous préciser pourquoi?

**LPFR** · 31/10/2010, 15h57

Re.
Faites un dessin. Dessinez les équipotentielles.
A+

invite21348749873 · 31/10/2010, 17h50

Envoyé par LPFR

Re.
Faites un dessin. Dessinez les équipotentielles.
A+

Je l'ai fait; les équipotentielles sont des paralleles au plan coducteur et sont "soulevées " par la boule qu'elles contournent; c'est ça?

Electrostatique