Une expérience facile et rapide à faire chez soi, pour produire et mettre en évidence l’effet de l’électricité statique.
Avant de commencer cette expérience, j’aimerais te parler un peu de l’électricité statique !
Comment est produite l’électricité statique, d’où vient-elle ? Où la retrouve-t-on ? Des questions aux qu’elles je vais essayer de répondre le plus clairement possible !
Les explications pour réaliser cette expérience facile sont disponible plus bas dans l’article
Une expérience facile pour découvrir l’électricité statique
Pour commencer, je vais t’expliquer très simplement ce qu’est l’électricité statique !
C’est tous simplement de l’électricité comme celle que nous utilisons tous les jours, mais qui ne circule pas.
Elle a la particularité d’être stationnaire, elle ne se déplace pas. L’électricité statique peut avoir une charge négative ou positive.
Les protons portent une charge positive et les électrons une charge négative ! En temps normal les charges positives et négatives sont à l’équilibre.
Aucune des deux ne prend le dessus sur l’autre ! Nous sommes donc la plus par du temps dans un environnement électriquement stable.
Comment se forme l’électricité statique ?
L’électricité statique commence à se former lorsqu’une friction vient perturber cet équilibre.
C’est-à-dire que l’on va frotter deux éléments l’un contre l’autre. Le frottement à un impact sur le nombre d’électrons négatifs présent dans l’atome !
Il arrive que pendant ce frottement les atomes perdent des électrons ou en gagnent.
Ce déséquilibre est à l’origine de l’électricité statique. Lorsqu’un atome perd des électrons, il obtient une charge électrique positive.
Eh oui, perdent des charges négatives, il y a donc plus de charges positives restantes ! L’atome devient de charge positive.
Et inversement lorsque l’atome gagne des élections il devient chargé négativement.
L’électricité statique est-elle présente dans la nature ?
Oui et je suis sûr que tu as déjà une petite idée d’où elle se trouve !
Si tu as déjà observé un orage et vu des éclairs alors tu as assisté aux plus grandes étincelles produites par l’électricité statique présente dans l’air.
Comment se forme cette électricité statique ? C’est comme je te l’expliquais plus une histoire de frottement.
Pour les éclairs c’est le frottement des masses d’air chaudes et froides qui stimule la production d’électricité statique.
Il arrive un moment ou le déséquilibre des charges et si important, qu’il a besoin de se stabiliser ! Cette mise à niveau des charges provoque un éclair.
Expérience facile d’électricité statique
Pour cette expérience facile à faire chez soi nous aurons besoin :
- Un ballon de baudruche
- Un pull en laine
- Un plafond
1 Gonfler le ballon et faire un premier test. Placer votre ballon sous le plafond. Le ballon retombe.
2 Frotter le ballon sur ton pull en laine pendant 20 secondes.
3 Placer doucement le ballon sous le plafond. Il reste collé !!!
Mes explications pour cette expérience facile à faire chez soi :
Pourquoi le ballon ne colle-t-il pas au plafond ? Au début de cette expérience simple, tu peux tester si ton ballon de gauche colle au plafond.
Cela va nous permettre de tester sa charge électrique.
Comme tu pourras l’observer, rien de spécial ne se passe. Le ballon de baudruche retombe simplement sur le sol.
Mais pourquoi cela ne marche pas lors du premier test ? Comme je le dis plus haut un élément peut avoir une charge négative ou positive !
Ici le ballon et le plafond ont des charges équilibrées, rien ne retient le ballon au plafond et rien ne le repousse.
C’est le calme plat. C’est le résultat parfaitement équilibré des charges des atomes. Il y a autant d’électrons dans nos deux éléments, le ballon et le plafond !
Pourquoi frotter le ballon ? En frottant le ballon, on lui donne une charge électrique.
On casse l’équilibre des charges électriques qui existaient. Plus on frotte le ballon, plus on lui arrache des électrons.
En perdant ses électrons, le ballon de baudruche se retrouve dominé par des protons chargés positivement.
Il est donc chargé positivement et se retrouve en déséquilibre avec le plafond comme on va pouvoir l’observer pendant cette expérience facile.
Pourquoi le ballon reste-t-il collé au plafond ? Le ballon reste collé au plafond, car le plafond à une charge neutre par rapport au ballon qui à une charge donnée par le frottement.
À l’image des aimants, le plafond et le ballon s’attirent !
La charge dominante du ballon et différent opposé à celle du plafond il se produit une attraction électrique.
Après quelques minutes voir quelques heures si tu as bien frotté ton ballon les charges commencent à s’équilibrer.
Il y a un échange d’électrons entre le ballon et le plafond qui s’équilibre naturellement. Quand les deux éléments retrouvent leurs équilibres électriques, le ballon retombera.
Explication de cette expérience scientifique facile avec des bonbons
Je continue comme sur les autres expériences scientifiques à faire à la maison à donner une approche ludique en expliquant les phénomènes scientifique des expériences avec des bonbons.
Pour cette expérience d’électricité statique, je vous parlerais ou les bonbons vous parleront des échanges d’électrons entre les atomes !
Sur une feuille, trace deux grands cercles bien ronds et au milieu de chacun de ces cercles dessine un point bien défini.
Place un bonbon sur chacun de ces points. Ces bonbons au centre des cercles sont des noyaux (le noyau d’un atome).
Collé à ce bonbon tu peux placer 4 bonbons d’une autre forme ! Ce seront nos protons qui eux sont naturellement chargés positivement !
À cela s’ajoutent des neutrons, mais je préfère en faire abstraction pour cette explication avec des bonbons.
Je suis en train de te faire faire des bêtises, car cette représentation n’est pas complètement correcte, mais elle reste une bonne approche pour visualiser les échanges d’électrons qui donnent une charge à un atome !
On dira donc que c’est vrai et que tout va bien !
On vient de constituer le centre de notre atome. Maintenant, ajoutons des bonbons sur le cercle que tu as tracé précédemment.
Ces bonbons seront des électrons qui sont naturellement chargés négativement. Tu peux en ajouter 4 !
Voilà, notre atome est finalisé, on va pouvoir observer en direct ce qu’il se produit pendant un frottement !
Lorsque tu as frotté ton ballon sur ton pull il a gagné ou perdu des électrons ce qui a eu pour effet de modifier la charge des atomes !
Si tu retires l’un des bonbons électron présents sur le cercle, l’atome obtient une charge positive, car les protons chargés positivement sont en nombre supérieur.
Il y a 4 (+) et 3(-). Les plus sont en nombre supérieur !
Si tu ajoutes un bonbon électron sur le cercle alors les (-) seront en nombre supérieur et l’atome aura une charge négative !
Voilà pour cette expérience sur l’électricité statique expliquée aux enfants ! N’hésite pas à partager sur les réseaux sociaux !
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Combien de temps est resté collé au plafond ton ballon ?