Expérience à faire chez soi pour courber l’eau grâce à l’électricité statique

Une expérience à faire chez soi pour courber un filet d’eau grâce à l’électricité statique. Dans cette expérience nous mettrons en évidence la force électrostatique.

Petit rappel de ce qu’est l’électricité statique.

Pour faire simple, prends l’image que tu as du courant électrique qui circule dans des câbles et imaginer le stationnaire, figé ou à l’arrêt !

J’ai beaucoup détaillé le sujet dans l’expérience facile avec le ballon de baudruche.

Tu peux découvrir dans cette expérience une approche facile de l’électricité statique. C’est vraiment une expérience très facile à faire chez soi.

Si tu n’as pas encore eu le temps d’aller voir l’expérience du ballon, je vais quand même résumer ce qu’est l’électricité statique.

Le protocole de l’expérience à faire chez soi est disponible plus bas dans l’article !

On va plonger au coeur d’un atome pour mieux comprendre ce qu’il se passe et pourquoi ces atomes en question ont des charges électriques ?

Ces charges électriques peuvent être positives ou négatives. Un atome peut donc être de signe (+) ou (-) suivant le nombre d’électron qui gravitent autour de son noyau.

Un atome expliqué aux enfants

Petit rappel sur la composition d’un atome en terme de particule. Un atome se compose d’un noyau, qu’on peut visualiser comme un noyau de fruit par exemple.

De Neutron et de Proton qui sont placés sur le noyau lui-même. Tu peux imaginer des billes collées sur le noyau du fruit.

N’hésite pas à réaliser chez toi le modèle que je te décris ici.

C’est vraiment le meilleur moyen pour visualiser un atome simplement et très facilement.

Pour les enfants plus petits à partir de 5 ans je donne en bas de cette expérience à faire chez soi une approche simplifier de l’explication.

Ou j’explique en détail les principes scientifiques avec des bonbons !

Pour le moment, je vais finir ma description de l’atome pour mieux comprendre l’expérience sur l’électricité statique.

Donc je récapitule, notre atome à un noyau sur lequel sont collé des protons et des neutrons. Les protons ont une charge positive de signe (+). Les neutrons n’ont pas de charge, ils sont neutres. C’est-à-dire qu’ils ne sont ni positifs, ni négatifs. On continue !

Autour de cette agglutinante de particule on trouve les électrons. Les électrons gravitent autour du noyau.

Ils ne sont pas en contact direct avec le noyau. On peut les imaginer en train de tourner très rapidement autour du noyau comme la Lune tourne autour de la Terre.

Les électrons eux sont chargés négativement. C’est-à-dire que leurs signes sont (-).

Voilà, on a fait le tour de l’atome maintenant, on va parler de la manière dont il prend sa charge électrique.

Mais avant il faut savoir quel est la charge de départ de l’atome et c’est très simple à comprendre, tu vas voir.

Imaginons que l’atome à 4 protons collés à son noyau. Si tu te souviens bien on a dit que les protons étaient chargés positivement, c’est donc le signe (+).

En simplifiant on peut dire qu’il y a pour le moment (4 +). Exacte ? Très bien, on continue !

Autour de ce noyau gravite 4 électrons, qui on la vu sont chargés négativement, c’est donc le signe (-). En simplifiant encore une fois on dira qu’il y a (4 -) !

Et les neutrons dans tout ça ? Et bien on peut les mettre de côté, car pour rappel ils sont neutres et n’affecteront pas la charge de l’atome !

La charge électrique des atomes expliqués aux enfants

Maintenant que nous avons un nombre de particules défini, nous allons pouvoir calculer sa charge électrique ! C’est très simple, pas de panique, on y va très doucement !

• 4 Protons + 4 Électrons = ?
• (4 +) + (4-) = 0
• (++++) + (—-) = 0

Dans cet exemple d’atome, la charge est neutre ! Pourquoi ? Car les charges positives est négatives sont en nombre égal donc elles s’annulent !

Tu te demandes surement comment un atome change de charge électrique ? Je t’explique tout tout de suite.

L’atome change de charge électrique en gagnant ou en perdant un électron. Cette perte d’électron déséquilibre le nombre de moins et de plus !

Voici un nouvel exemple pour un atome chargé négativement :

• 4 Protons + 5 Électrons = ?
• (4+) + (5-) = -1
• (++++) + (—–) = -1

On remarque ici que si l’atome gagne un électron qui est chargé négativement, les moins sont en nombre supérieur.

C’est exactement ce qui définit la charge électrique de l’atome.

On peut reproduire la même expérience si l’atome perd un électron, il sera chargé positivement !

Je pense qu’on a fait un bon petit tour de l’atome. Maintenant, place à l’expérience à faire chez soi, on va voir comment courber de l’eau grâce à l’électricité statique ou grâce à un échange d’électron !

Expérience à faire chez soi avec de l’eau et de l’électricité statique

On va commencer, prépare ton matériel et on se retrouve dans ta cuisine ou ta salle de bains pour réaliser cette expérience.

C’est une expérience accessible au plus petit. Je dirais que c’est observable à partir de 3 ans et que l’on peut commencer à manipuler à partir de 4 ou 5 ans sans problème.

Combien de temps dure cette expérience à faire chez soi ? C’est une expérience très rapide, qui dure moins de 5 minutes.

Mais je te préviens, on se prend toujours au jeu et au côté surprenant de cette réaction physique !

Matériel pour cette expérience à faire chez soi :

• D’une règle en plastique
• Un pull ou chiffon en laine
• D’un robinet

1 Frotter activement la règle sur un pull ou chiffon en laine pendant 20 à 30 secondes. Cette action va permettre d’augmenter la charge électrique sur la règle.

2 Faire couler un mince filet d’eau du robinet. Plus le filet et fin plus grande sera la déviation.

3 Approcher doucement la règle du filet d’eau, miracle, le filet d’eau est dévié

Mes explications pour cette expérience à faire chez soi :

En frottant la règle sur le pull, on arrache des électrons chargés négativement. Ces électrons de signe (-) viennent donc se placent sur les atomes de la règle.

Comme je t’expliquais plus haut, lorsque les électrons sont supérieurs aux protons dans un atome on obtient une charge électrique donnée.

La règle se retrouve donc avec une charge électrique négative, c’est-à-dire que les électrons sont en plus grands nombres que les protons.

Cette électricité est statique, elle reste donc « fixée », « piégée » sur la règle. Mais ne demande qu’à circuler.

Le filet d’eau à une charge neutre. C’est-à-dire que les atomes qui la composent sont équilibrés. Ils possèdent autant de protons que de neutron.

En approchant la règle, ses électrons en surnombre attirent l’eau pour recréer l’équilibre électrique des atomes.

Pourquoi l’effet de l’expérience ne dure-t-il que seconde ? Tu pourras remarquer que l’effet de cette expérience à faire chez soi ne dure que quelques secondes.

C’est tout simplement dû, au faite que les charges s’équilibrent entre l’eau et la règle ! Mais je t’invite à frotter à nouveau la règle sur ton pull pour créer un nouveau déséquilibre entre les électrons et protons ! Tu pourras recommencer l’expérience à volonté !

Je vais te donner maintenant une explication de l’expérience avec des bonbons. Je trouve qu’elle correspond mieux au jeune enfant.

Moi ça m’aide à visualiser et comprendre les phénomènes que l’on peut observer dans ces expériences.

Expériences à faire chez soi expliquer avec des bonbons

Je t’invite à créer un atome avec des bonbons comme je l’ai expliqué plus haut dans cette expérience. Bon d’accord, je te remets la structure ici 😉 :

• noyau = 1 Bonbon
• Neutrons = 4 Bonbons collés au noyau
• Protons = 4 Bonbons collés au noyau
• Électron = 4 Bonbons autour du noyau, ces bonbons-là ne touchent pas le noyau de l’atome.

N’hésite pas à utiliser des bonbons différents pour chaque type de particule ! Tu peux créer deux modèles pour l’échange d’électrons qui se produit dans cette expérience soit plus compréhensible !

On visualise maintenant bien les deux modèles d’atomes en bonbons. Ils sont identiques et de charge neutre, car ils ont le même nombre d’électrons et de protons !

Imaginons maintenant que je vienne ajouter un électron sur l’atome de droite ! Il y aura donc un bonbon supplémentaire autour de notre noyau d’atome.

Ce bonbon supplémentaire et de charge négative (-). Il va donc créer un déséquilibre entre les protons et les électrons.

Les moins (-) étant supérieurs en nombre, la charge de l’atome sera négative ! Les deux atomes en bonbons vont maintenant être attirés l’un à l’autre !

C’est exactement ce qu’il se passe entre la règle et l’eau dans l’expérience à faire chez soi que je t’ai expliqué plus haut.

Télécharger les fiches illustrées gratuites des expériences

Recevez les fiches illustrées gratuites des expériences à faire avec vos enfants. Plus une petite surprise ;). Cliquer simplement sur le bouton en dessous !

N’hésite pas à partager cette expérience à faire chez soi sur les réseaux sociaux ! Tu peux aussi me dire comment a été dévié le filet d’eau ? Je t’invite à tester avec d’autre objet que la règle ! Dis-moi lesquels ont marché !