Au programme de ce chapitre
- I. Deux sortes de charges
- II. Électriser un corps
- III. Conducteurs et isolants
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition La matière est formée d'atomes. Le noyau contient des protons (charge positive) et des neutrons (sans charge) ; autour tournent des électrons (charge négative). Un atome a autant de protons que d'électrons : il est neutre.
Un corps est chargé négativement s'il a un excès d'électrons, et chargé positivement s'il a un défaut d'électrons. La charge se note q et se mesure en coulombs (C). Un électron porte la plus petite charge possible : e = 1,6 × 10-19 C.
Un corps est chargé négativement s'il a un excès d'électrons, et chargé positivement s'il a un défaut d'électrons. La charge se note q et se mesure en coulombs (C). Un électron porte la plus petite charge possible : e = 1,6 × 10-19 C.
Un exemple corrigé
Exemple En sortant de la voiture, tu frottes tes vêtements sur le siège et tu te charges. Quand tu touches la portière métallique, les charges s'écoulent d'un coup : c'est la petite décharge (parfois une étincelle). Astuce : touche d'abord la carrosserie avec une clé, la décharge passe par la clé.
Lexique
- électron
- particule de charge négative qui tourne autour du noyau
- électrisation
- fait de donner une charge électrique à un corps
- coulomb (C)
- unité de charge électrique
- conducteur
- matériau dans lequel les charges circulent facilement
- isolant
- matériau qui ne laisse presque pas passer les charges
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — « positif » ne veut pas dire « a reçu des protons ». Un corps devient positif parce qu'il a perdu des électrons, pas parce qu'il a gagné des protons. Les protons restent coincés dans les noyaux.
Piège — l'attraction ne prouve pas le signe. Un objet attiré peut être de signe contraire, mais aussi neutre. Pour trouver un signe, cherche la répulsion, ou fais un deuxième test avec une baguette de signe opposé.
Attention Frotter ne crée pas de charges : on déplace des électrons d'un corps vers l'autre. La charge totale reste la même (conservation de la charge). Dans un solide, ce sont toujours les électrons qui bougent, jamais les protons, coincés dans les noyaux.
L'astuce du prof
Astuce — les nanocoulombs. 1 nC = 10-9 C. Pour trouver un nombre d'électrons, convertis d'abord en C, puis divise par 1,6 × 10-19 : la puissance de 10 de la réponse est souvent proche de 1010.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Un atome de carbone
Un atome de carbone neutre possède 6 protons et 6 neutrons. a) Combien d'électrons a-t-il ? b) Quelle est la charge électrique de son noyau, en coulombs ? c) Quelle est la charge de l'atome entier ?
Voir la correction
Un atome neutre compense chaque proton par un électron : il y a donc 6 électrons. Les neutrons n'ont pas de charge, seuls les protons comptent pour le noyau : q = 6 × 1,6 × 10-19 = 9,6 × 10-19 C, positive. Les 6 électrons portent –9,6 × 10-19 C : la somme vaut 0 C, l'atome est neutre.
Exercice 2 — Trois boules à identifier
On approche successivement deux baguettes, à environ 3 cm, de trois boules suspendues A, B et C. La baguette de verre est positive, celle de plastique est négative.
Que peux-tu dire de la charge de chaque boule ?
| Boule | Baguette de verre (+) | Baguette de plastique (–) |
|---|---|---|
| A | repoussée | attirée |
| B | attirée | repoussée |
| C | attirée | attirée |
Voir la correction
Seule une répulsion prouve le signe. A est repoussée par la baguette positive : A est positive (l'attraction par la baguette négative le confirme). B est repoussée par la baguette négative : B est négative. C est attirée par les deux baguettes, ce qui ne se produit que pour un corps neutre, attiré par influence dans les deux cas.