Un moulinet électrostatique

Un moulinet constitué de pointes recourbées et dont l’axe est matérialisé par une épingle est mis en mouvement par les charges électriques qui le quittent. C’est une conséquence de la conservation de la quantité de mouvement.  Fiche d’accompagnement de l’expérience:

Matériel
  • un générateur de haute tension (environ 15 kV) (machine de Wimshurst par exemple)

  • fil de cuivre rigide

  • bouton pression

  • des pince crocodile

  • des fils électriques

  • accessoires : fer à souder, soudure, marteau, pince coupante

Montage et réalisation

Construire le tourniquet électrostatique :

Prendre 2 morceaux de cuivre, les courber comme sur la figure.

Faire passer les fils dans un bouton pression et les souder au bouton.

Puis placer le tourniquet ainsi réalisé sur une pointe métallique verticale (aiguille plantée dans un bouchon, par exemple).

Relier ensuite le support métallique à une machine électrostatique à l’aide d’un fil conducteur et de pinces crocodile. Allumer le générateur et augmenter la valeur de la tension.Vers 15 kV le moulinet se met à tourner de plus en plus vite.

Explications

Le champ électrique créé par une pointe chargée à son voisinage est très intense.

Si la pointe est chargée négativement, ceci permet aux électrons de s’échapper par la pointe.Le champ électrique intense les accélère.

 

La pointe subit un recul puisqu’il y a conservation de la quantité de mouvement : le moulinet se met alors à tourner rapidement (c’est la propulsion par réaction).Dans le cas où la pointe est chargée positivement, elle provoque une ionisation partielle de l’air à son voisinage.Les électrons créés par ce processus subissent une accélération vers la pointe tandis que les ions positifs créés sont repoussés par la pointe. Les électrons viennent s’écraser sur la pointe en lui cédant leur quantité de mouvement.Le moulinet est soumis sur chacune de ses pointes à des forces dont le moment lui communique un mouvement de rotation.

Remarques

Ce moulinet fonctionne d’autant mieux que son poids est plus faible.

Références

Université en ligne : la charge électrique

cette fiche a été vue 3895 fois

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*