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I
Vinrent les Galvani, Volta,
Berzélius, Oersted, Ampère
et fils, puis —
abrégeons— ELEX. Ce qui
nous ramène à notre sujet.
Quand on approche le
morceau d'ambre électrisé
d'un corps conducteur,
le corps humain par exemple
ou une armoire métallique,
il se produit un arc
électrique juste avant le
contact. Le morceau d'ambre
électrisé se décharge
dans la masse conductrice.
(Si vous vous adressez
à votre marchand de composants
pour un peu
d'ambre, vous risquez
d'être déçu.)
crépitements
De tels phénomènes de
décharges d'électricité statique
étaient encore relativement
rares il y a
quelques dizaines d'années,
avant l'invention des
textiles et revêtements
synthétiques. Aujourd'hui
ils se produisent à très
grande échelle, et des
pans entiers de l'industrie
sont consacrés à en combattre
les méfaits, notamment
sur la fragile
électronique. En tous cas,
pour découvrir et étudier
ces phénomènes de nos
jours, il est inutile d'aller à
la recherche de l'ambre.
Précisons encore, pour en
finir avec la petite histoire,
que le mot électron semble
n'avoir été utilisé dans
son sens moderne (charge
électrique élémentaire)
pour la première fois qu'en
1891 par l'Irlandais
G.J.Stoney.
Compte tenu de l'omniprésence
des matières
synthétiques dans notre
mobilier et dans nos habits,
nous sommes tous,
un jour ou I ' autre, victimes
de décharges d'électricité
statique plus ou moins fortes,
donc plus ou moins
perceptibles. Vous connaissez
ça, n'est-ce pas ?
Au moment de refermer la
portière de la voiture ou au
moment d'empoigner la
clenche de la porte, votre
main s'approche de la
masse métallique, et
tchac ! c'est l'étincelle.
Dans I ' obscurité, le phénomène
est même parfaitement
visible. Vous
connaissez sans doute
aussi le crépitement que
produisent certains vêtements
quand on se déshabille.
Quel poète de
l'électricité statique viendra
chanter pour les lec­
teurs d'ELEX les mystères
de cet érotisme crépitant ?
Contrairement à la machine
à électnser présentée
ailleurs dans ce numéro, et
destinée à produire des
décharges inoffensives,
mais perceptibles par le
sujet électrisé, la machine
électro-statique produira
des tensions beaucoup
plus élevées (plusieurs milliers
de volts) ; la décharge
n'aura pas lieu à travers le
corps humain, mais à travers
l'air, ce qui permettra
d'observer les étincelles.
Quelle que soit la matière
considérée, les électrons
gravitent autour du noyau
avec lequel ils forment un
atome, mais ils y sont plus
ou moins fortement liés les
uns que les autres. Si l'on
frotte l'une contre l'autre
deux matières dont les
électrons n'ont pas des
liens d'égale force avec
leur noyau, celle des deux
matières dont les électrons
sont le moins fortement
liés cédera des électrons à
l'autre matière. Quand il
s'agit de corps non conducteurs,
ces phénomènes
se produisent
exclusivement à la surface
de ces corps, où par conséquent
les électrons « volages
» s'accumulent. Ceci
donne naissance à une différence
de potentiel, laquelle
est appelée
naturellement à s'équilibrer
Or comment le feraitelle
autrement que par la
voie aérienne, puisque nos
corps sont isolants. Pour
que le « contact » s'établisse,
il faut que la pression, si
l'on peut dire, exercée sur
les électrons soit rudement
forte. Il faut une sacrée
tension, ou plus
exactement une intensité
de champ élevée. Quelque
chose comme 30 kV/cm.
L'importance de la'dimension
en cm explique que
les résultats seront d'autant
plus spectaculaires
que la surface de « contact
» est réduite et, accessoirement,
que la
décharge sera d'autant
plus violente que la durée
du « contact » sera brève.
Quand l'intensité du
champ électrique entre les
deux corps est suffisante
pour ioniser l'air, l'arc se
produit. C'est-à-dire que
air devient conducteur,
ce qui ne va pas sans un
certain dégagement de
chaleur, de lumière et d'ondes
sonores : les étincelles.
Ceux d'entre nos
Figure 1 - Cette étrange construction est une machine à fabriquer de l'éiectricité statique. Quand la maniveiie tourne, le disque microsillon
en vinyle frotte contre le balai en fourrure (à gauche) et le balai en cuivre (à droite). Le disque se charge négativement par rapport à la
fourrure. L 'intensité du champ électrique entre les deux électrodes appointées est telle que l'air devient conducteur : une étincelle se
produit. L 'effet serait sans doute encore bien plus saisissant si dans la composition de la matière plastique du disque n'entraient pas des
substances destinées Justement à réduire les effets de l'électricité statique. Il ne faut donc pas s'étonner du fait que certains microsillons
donneront des résultats meilleurs que d'autres.
électricité statique • elex n°25 • septembre 1990 19