Les frottements et l'électrostatique

[ecolami]

Bonjour,
Comment expliquer que le frottement de deux matières différentes (et isolantes?) puisse aboutir a l'apparition d'une difference de potentiel puisque chaque matière est électriquement neutre?
La page Triboélectricité ne dit rien à ce propos.
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[XK150]

Salut ,

Parce qu'il y a plusieurs moyens simples d'obtenir la séparation de charges :
contact , frottement : tribo
pression : piézo
chaleur : pyro
charge : electro

Wiki : " électricité statique "

Les charges électriques libres, pratiquement absentes dans les bons isolants, peuvent y être créées facilement en fournissant à un électron, normalement lié à un édifice atomique, une quantité d’énergie suffisante pour l’en dégager (par irradiation ou échauffement, par exemple). À une température de 3 000 °C, il n’y a plus d’isolants, mais seulement des conducteurs.

[Deedee81]

Salut,

Notons quand même que dans le lien indiqué :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Tribo%...rt_des_charges
ils disent bien que le frottement et la triboélectricité dépend de l'état de surface (plus ou moins rugueux) et de la nature des substances (affinités pour les électrons)

C'est tout à fait comme les liaisons chimiques. Par exemple le sodium et le chlore, électriquement neutres, peuvent interagir pour former une liaison ionique avec échange d'un électron (le sel de cuisine), sauf bien sûr que dans la triboélectricité, les charges sont mécaniquement séparées.

Ca reste un phénomène complexe. Par exemple, lors de mes études il était indiqué que le phénomène de charge des nuages était essentiellement dû aux phénomènes de triboélectricité mais encore très mal compris. Bon, c'était il y a presque quarante ans, on a sans doute fait des progrès

[ecolami]

Ce qui complique les choses est que ces phénomènes signifient que chaque électron arrive a être suffisamment attiré pour être arraché et que la différence de potentiel va croissant sans que cesse pour autant le transfert de charge. Logiquement on s'attend à ce qu'un équilibre apparaisse t que le frottement ne puisse plus arracher des charges.

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Les charges continuent à s'accumuler si l'isolement est bon .
30 millions de volts dans les bons Van De Graaf : https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A..._Van_de_Graaff

[Deedee81]

Salut,

En fait un tel équilibre s'établit, simple équilibre électrostatique, heureusement, sinon je suis prêt à parier qu'on aurait des orages avec des coups de foudre des milliers de fois plus destructeur !

Mais ça peut continuer s'accumuler si les charges sont évacuées, rétablissant l'équilibre initial. C'est le cas des générateurs de type van de graaf où les charges sont créées sur un disque ou un ruban, puis en tournant se déchargent dans des condensateurs ou tout autre dispositif.

[ecolami]

Quand deux matières différentes se frottent ce sont en fait leurs électrons qui entrent en collisions: ils se repoussent et si l'énergie est suffisante l'un d'eux est arraché de son orbite (=nuage électronique)

[Deedee81]

Salut,

Quand deux matières différentes se frottent ce sont en fait leurs électrons qui entrent en collisions: ils se repoussent et si l'énergie est suffisante l'un d'eux est arraché de son orbite (=nuage électronique)

Je trouve cette explication douteuse. Il me semble que la répulsion est insuffisante pour arracher les électrons, au pire ça déforme les orbitales. L'effet principal doit être de l'attraction, comme lors de liaisons ioniques. Mais je ne maîtrise pas assez la triboélectricité, il faudrait des références pour confirmer l'un ou l'autre .... ou les deux.

[coussin]

Difficile de pointer du doigt la cause exacte...
C'est le pendant macroscopique d'une collision entre 2 molécules avec un transfert de charge : A + B -> A- + B+. On calcule la probabilité de ce processus parmi tous les autres (collisions élastiques, inélastiques sans transfert de charge, etc) mais de là à dire que c'est dû à de la répulsion ou attraction, ça n'a pas beaucoup de sens...

[Deedee81]

ça n'a pas beaucoup de sens...

C'est pas faux Faudrait une description plus technique et précise des mécanismes microscopiques de la triboélectricité. Reste à trouver ça.