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L’électricité statique est le déséquilibre des charges négatives et positives sur la surface d’un objet [1] X Source de recherche . Vous pouvez facilement la voir lorsqu’une étincelle est perçue après que vous avez touché un bouton de porte en métal. Toutefois, mesurer physiquement l’électricité statique est un processus beaucoup plus compliqué, mais lorsque vous maitrisez cela, vous calculerez en fait la surface d’un objet spécifique.
Étapes
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Rassemblez les matériaux. Pour cette expérience, vous aurez besoin d’une petite plaque de cuivre, d’une prise de terre, des câbles de démarrage munis de pinces crocodiles, du papier blanc, d’une paire de ciseaux, d’une règle, d’un ballon de baudruche, des cheveux, de deux teeshirts (un en coton et l’autre en polyester), d’un tapis et d’un carreau en céramique. Cette expérience permettra de vérifier la quantité relative d’électricité statique qu’il y a dans un objet.
- Vous pouvez acheter une petite plaque de cuivre à un prix relativement bas dans une quincaillerie ou sur Internet.
- Les câbles de démarrage munis de pinces crocodiles ainsi que la prise de terre doivent être achetés dans une quincaillerie ou un magasin de produits électroniques.
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Connectez la plaque de cuivre à la prise de terre. Faites cela à l’aide des câbles de démarrage. Prenez une extrémité des pinces et connectez-la à la prise. Connectez l’autre bout à la plaque de cuivre. L’emplacement de la pince importe peu, pourvu qu’elle soit connectée au fil de mise à la terre.
- Le fait de passer un objet sur la plaque élimine toute l’électricité statique résiduelle que cela pourrait avoir.
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Coupez la feuille de papier en 100 morceaux carrés de 5 x 5 mm. Avec une règle, mesurez des carrés de 5 millimètres sur 5 millimètres et découpez-les. Essayez de les couper à la même taille que possible. Le processus sera plus précis et plus rapide si vous avez un massicot.
- Éliminez toute électricité statique prolongée du papier en le plaçant sur la plaque de cuivre.
- Après avoir retiré toute charge statique résiduelle, placez les morceaux de papier dans un plateau plat pour le reste de l’expérience.
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Gonflez le ballon de baudruche. Vous devez le gonfler entre une taille moyenne et grande, bien que cela ne soit pas important étant que vous utiliseriez le même ballon pour chaque matériau. Si vous le faites éclater pendant l’un des tests, vous devriez en regonfler un nouveau et recommencer depuis le début pour maintenir la cohérence au cours de l’expérience.
- Déchargez le ballon de toute électricité statique prolongée en le faisant rouler sur la plaque de cuivre.
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Frottez le ballon 5 fois sur la surface d’un matériau. D’abord, choisissez le matériau dont vous voulez mesurer la charge statique. Quelques-uns des bons matériaux à essayer comprennent un carreau en céramique, des teeshirts (en polyester et en coton), un tapis, des cheveux.
- Frottez toujours le ballon dans la même direction sur la surface du matériau.
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Placez le ballon au-dessus des morceaux de papier découpés. Étant donné que vous avez frotté sur des surfaces, il sera chargé avec des quantités variables d’électricité statique. Lorsque vous le placez par-dessus les papiers, les morceaux s’y agripperont en fonction de la quantité d’électricité statique qu’il y a dans le ballon.
- Ne faites pas rouler le ballon autour de la pile de papier, mais placez-le simplement au-dessus et voyez combien de morceaux s’y colleront.
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Comptez et enregistrez le nombre de morceaux de papier collés. Retirez-les du ballon et comptez-les. Chacun des différents matériaux attirera plus ou moins de morceaux. Répétez donc la procédure avec chacun d’eux pour voir la façon dont ils diffèrent.
- Veillez à éliminer la charge du ballon et des morceaux de papier avant de recommencer.
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Comparez les résultats des différents matériaux. Passez en revue les informations que vous avez enregistrées et comparez le nombre de morceaux de papier qui se collent au ballon après l’avoir frotté sur les différents matériaux. Lorsque plus de morceaux de papier se collent au ballon, cela signifie que le matériau a une charge statique plus élevée.
- Étudiez la liste et voyez les matériaux qui font que le ballon attire la majeure partie du papier. Les cheveux contiennent beaucoup d’électricité statique et sont susceptibles d’attirer plus de papier.
- Bien que cette méthode n’indique pas la quantité exacte d’électricité statique d’un objet, elle vous permet de voir les quantités relatives de l’électricité qu’il contient.
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Rassemblez les matériels. Un électroscope est un appareil capable de détecter l’électricité statique grâce à l’utilisation de pièces métalliques minces séparées par une charge électrique [2] X Source de recherche . Vous avez la possibilité de construire un électroscope avec quelques objets ménagers simples. Vous aurez besoin d’une perceuse, du papier aluminium et d’un bocal en verre munis d’un couvercle en plastique.
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Formez une boule avec une feuille d’aluminium. Coupez un morceau de papier alu d’environ 25 cm sur 25 cm, bien que les dimensions exactes ne soient pas importantes. Froissez le papier et formez-en une sphère [3] X Source de recherche . Veillez à ce que la boule soit aussi ronde que possible.
- La taille de la boule doit être d’environ 5 cm de diamètre. Une fois encore, les dimensions exactes importent peu, mais la boule ne doit pas être trop grande ou trop petite.
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Enroulez un morceau de papier aluminium. Prenez une autre feuille d’aluminium et enroulez-la à une tige dont la longueur est un peu plus petite que celle du bocal. Il devrait être placé à environ 7 cm au-dessus du fond du pot et dépasser d’environ 10 cm le haut du bocal.
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Fixez la boule à la tige en les enveloppant d’une feuille d’aluminium. En vous servant d’un autre papier alu de grande taille, combinez la boule et la tige et enveloppez-les avec la feuille. Enroulez le papier autour de la tige pour tout fixer de façon ferme.
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Percez un trou dans le couvercle en plastique du bocal. À l’aide d’une perceuse, percez un trou suffisamment grand au milieu du couvercle pour que la tige d’aluminium puisse passer à travers. Si vous n’avez pas de perceuse à portée de main, vous pouvez utiliser un marteau et un clou pour perforer.
- Faites preuve de prudence pendant que vous utilisez le marteau ou la perceuse. La supervision d’un adulte est recommandée.
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Fixez la tige et la boule en aluminium au couvercle. Faites glisser la tige à travers le trou du couvercle et laissez la sphère déborder à travers l’extrémité supérieure. Fixez la tige (du bas vers le haut) avec du ruban adhésif. À un centimètre du bas, pliez-le pour former un angle droit (de 90°).
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Découpez une forme triangulaire de feuille d’aluminium pliée. Coupez un morceau de papier alu d’environ 15 cm sur 7 cm. Pliez la feuille sur la longueur, de sorte qu’elle forme un carré de 7 cm sur 7 cm. Découpez-en une forme triangulaire pour que le point atteigne presque la partie pliée. Laissez les triangles joints à cet endroit sans les couper par le pli [4] X Source de recherche . À la fin des coupures, vous devriez avoir deux triangles reliés en haut par du papier alu.
- Si vous coupez suivant le pli, prenez une nouvelle feuille d’aluminium et recommencez.
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Accrochez les triangles en aluminium sur la courbe de la tige. Étendez-les sur la tige de sorte qu’ils soient suspendus pour presque se toucher. Vissez le couvercle au bocal et veillez à ne pas laisser tomber les triangles. Gardez l’électroscope à la verticale.
- Si les triangles tombent, il suffit de retirer le couvercle et de les remettre en place.
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Regardez l’appareil en action. Frottez un ballon contre vos cheveux et placez-le près de la sphère en haut de l’électroscope. À ce moment-là, les triangles devraient se séparer les uns des autres. Lorsque l’appareil entre en contact avec l’électricité statique, les deux triangles auront des charges opposées et s’éloigneront l’un de l’autre. En revanche, lorsqu’il n’y a pas d’électricité statique, les triangles seront proches les uns des autres.
- Promenez-vous dans votre maison en plaçant la boule près de différents objets pour savoir à quel point ils sont chargés d’électricité statique.
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