Transfert electrostatique

[tonius]

Bonjour,

J'ai quelques petites questions qui me trottent à propos de l’électrostatique. J'ai compris que chaque atome à un numéro atomique (exemple: le Fer (26) donc il comporte 26 protons et 26 électrons à l'état stable tandis que le Carbone (6) contient 3 protons et 3 electrons à l'état stable...).

1 - Mais par la friction de 2 corps comment savoir vers lequel des 2 corps les électrons vont se déplacer ? Est-ce le corps qui à le nombre atomique le plus élevé qui transférera ses électrons à l'autre ?

2 - Je joue sur un trampoline avec mon chien, mon chien se frotte et se roule sur la toile du trampoline (polypropylène) je touche le chien et je prends une décharge. Le polypropylène est un isolant comment mon chien a pu récupérer des électrons de celui-ci et me les transférer alors que je ne suis pas connecté à la terre (je suis sur la toile du trampoline) ?

Merci de vos réponses
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Oubliez la friction. L’électrification « par frottement » n’existe pas. Ce qui existe est l’électrification par contact. Quand vous électrisez deux objets « par frottement », celui-ci ne sert qu’à augmenter les points de contact entre les deux objets.

Malheureusement, l’électrification « par frottement » est une idée reçue qui se transmet de prof en élève depuis la découverte de l‘électricité statique.

Quand vous mettez deux objets en contact il y a un petit (relativement) nombre d’électrons qui passent d’un objet où « ils se plaisent moins » vers l’objet où ils se plaisent mieux.

Dans un isolant seuls les atomes de surface et les électrons de ces atomes sont concernés. Dans un conducteur ce sont tous les électrons du corps qui sont concernés. Mais ce sont aussi les atomes de surface « qui décident ». Un corps recouvert d’une couche d’un autre composé s’électrisera différemment que le même corps avec la surface « propre ».

Le nombre atomique n’y est pour rien. Les seuls électrons qui comptent sont les électrons de la dernière couche. Je rappelle que les électrons ne sont pas des billes qui tournent autour du noyau. Ce sont des ondes qui forment une onde stationnaire autour du noyau. C’est cette onde que l’on appelle parfois « le nuage électronique ».
Ce nuage électronique peut se comparer à la couche d’eau qui recouvre les grains de sable mouillés. Quand vous mettez deux grains de sable mouillés en contact, l’eau de surface est partagée et l’énergie (due à la capillarité) diminue. C’est pour cela que les deux grains restent collés et c’est ça qui permet que châteaux de sable tiennent début.
Quand vous mettez deux atomes en contact, le nuage des derniers électrons est aussi partagé et presque toujours cela diminue l’énergie. C’est comme cela que vous avez des gaz formés par des molécules formés par deux ou plus atomes. Et c’est comme cela que les solides sont solides.

Quand les atomes ne sont pas du même élément ou de la même molécule le dernier nuage électronique n’est pas partagé « équitablement » et il a un passage de charge électrique net d’un corps à l’autre.
C’est cela l’électrification par contact.

La différence de potentiel entre les deux objets est faible (quelques dixièmes de volt). Mais les surfaces de deux objets forment un condensateur de très grande capacité car le diélectrique du condensateur est très peu épais. Quand on éloigne les objets, la capacité du condensateur diminue drastiquement, mais comma la charge reste constante, c’est la tension qui augmente drastiquement et peut atteindre des milliers de volts.
Au revoir.

[tonius]

Bonjour LPFR,

Merci de votre réponse très instructif et agréable à lire.

En gros quand on tape triboélectricité sur le net on obtient en premier résultat :

La triboélectricité (du grec tribo qui signifie frotter et ēlektron qui signifie ambre et est la racine du mot électricité) désigne le phénomène électrostatique créé par la mise en contact de deux matériaux de nature différente : une partie des électrons de la surface de contact d'un des deux matériaux est transférée à ...

Il parle bien de mise en contact comme vous dites mais l'origine du mot signifie frotter donc il y a une confusion.

Merci beaucoup aurevoir

[invite19431173]

Merci LPFR pour cette réponse extraordinairement claire !

Je reviens sur une petite erreur du message initial :

[...] le Carbone (6) contient 3 protons et 3 electrons à l'état stable...).

C'est 6 protons et 6 électrons.

[A voir en vidéo sur Futura]

[tonius]

Bonjour,

Désolé pour la faute d'étourderie

J'ai schématisé l'exemple du trampoline avec le chien et moi. C'est simpliste mais j’espère que j'ai compris le principe.

electrostatique1.jpg
electrostatique2.jpg
electrostatique3.jpg

Voila pensez vous que ce schéma est correct ?

Merci d'avance.