Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études ÉLABORATION DES DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX D’ÉLECTROSTATIQUE DU SECONDAIRE en PDF
Pendule électrique
Électrisation de la boule d’un pendule:
Pour électriser un pendule électrique, nous avons fait une électrisation par contact, et nous avons utilisé un bâton d’ébonite frotté comme corps électrisé. Le problème qui se pose : on ne sait pas exactement la nature de charge électrique apparue sur l’ébonite frotté. Alors, nous ne savons pas aussi le signe de charge électrique sur la sphère du pendule électrisé par contact. Pour éviter ce problème, on utilise cette fois une machine électrostatique de Wimshurst. Dans notre étude, cette machine peut être utilisée simplement pour électriser un corps.
Pour cela, elle possède deux boules. Après avoir tourné la manivelle de la machine, les deux boules sont chargées de signes différents (de sorte que la différence de potentiel entre ces deux boules atteignent plusieurs dizaines de kilovolts et la distance qui les sépare est d’ordre de 20 cm) et le signe de charge apparue sur chaque boule est bien défini. Pour électriser positivement la sphère du pendule : il suffit de mettre celui-ci en contact avec la borne positive (ou la boule porteuse de charge positive) de la machine. Dans le cas contraire, on la met en contact avec la borne négative de cette machine.
Détermination de signe d’un corps électrisé
Expérience:
Après avoir tourné la manivelle, mettons en contact avec la borne positive de la machine électrostatique de Wimshurst la sphère du pendule. Approchons du pendule électrisé un bâton d’ébonite que nous avons frotté avec une fourrure : la boule est attirée . Par contre, la boule est repoussée par un bâton de verre préalablement frotté avec du drap .
Interprétation:
La sphère du pendule a été touchée par la borne positive de la machine. Donc, cette sphère est chargée positivement. La sphère est attirée par un bâton d’ébonite frotté. Comme deux corps chargés de signes contraires s’attirent, alors nous pouvons dire qu’un bâton d’ébonite frotté avec une fourrure est chargé négativement. La répulsion entre la sphère et le bâton de verre frotté avec du drap montre que ce dernier bâton est chargé positivement.
Condensateur:
En général, un condensateur est constitué de deux plaques parallèles faisant face à face, uniformément électrisées et leurs charges sont de signes contraires.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIÈRE PARTIE : REPÈRES THÉORIQUES SUR L’ÉLECTROSTATIQUE AU NIVEAU SECONDAIRE
I.1. Charges électriques
I.1.1. Électrisation par frottement
I.1.2. Deux espèces d’électricité
I.1.3. Interprétation électronique de l’électrisation
I.1.4. Les autres méthodes d’électrisation
I.1.5. Action mutuelle de deux charges électriques ponctuelles
I.2. Champs électriques
I.2.1. Espace champ électrique et le vecteur champ électrique en chaque point de l’espace
I.2.2. Champ électrique créé par une charge électrique ponctuelle
I.2.3. Cas général
I.2.4. Les lignes de champ électrique
I.2.5. Décharges électriques
I.3. Potentiel électrique
I.3.1. Travail de la force électrique au cours du déplacement d’une charge ponctuelle et l’énergie
potentielle électrique d’une charge ponctuelle
I.3.2. Potentiel électrique créé par une charge électrique ponctuelle
I.3.3. Relation entre le vecteur champ électrique et la différence de potentiel
I.3.4. Surfaces équipotentielles
I.4. Pendule électrique
I.4.1. Électrisation de la boule d’un pendule
I.4 .2. Détermination de signe d’un corps électrisé
I.5. Condensateur
I.5.1. Exemple d’un condensateur
I.5.2. Champ électrique uniforme (Figure 17)
I.5.3. Travail de force électrique dans un champ électrique uniforme
DEUXIÈME PARTIE : ÉLABORATION DE DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX
II.1. Dispositif d’électrisation par frottement
II.2. Dispositif d’influence entre deux charges électriques
II.2.1. Outils utilisés
II.2.2. Matières premières
II.2.3. Principe d’élaboration
II.2.4. Durée des travaux et prix d’achat
II.3. Dispositif d’un condensateur
II.3.1. Outils utilisés
II.3.2. Matières premières
II.3.3. Phase d’élaboration
II.3.4. Durée des travaux et prix d’achat
II.4. Pendule électrique
II.4.1. Outils utilisés
II.4.2. Matières premières
II.4.3. Phase d’élaboration
II.4.4. Durée des travaux et prix d’achat
II.5. Prix des matériels didactiques d’électrostatiques importés
II.5.1. Prix d’un Kit électrostatique illustrant l’interaction entre deux charges électriques
II.5.2. Prix d’élément au détail
TROISIÈME PARTIE : EXPLOITATIONS PÉDAGOGIQUES
III.1. Travaux pratiques sur l’électrisation par frottement
III.1.1. Fiche TP pour les enseignants
III.1.2. Fiche TP pour les élèves
III.1.3. Exercice d’évaluation
III.2. Travaux pratiques sur l’influence entre deux charges électriques
III.2.1. Fiche TP pour les enseignants
III.2.2. Fiche TP les élèves
III.2. 3. Exercice d’évaluation
III.3. Travaux pratiques sur l’électrisation par contact
III.3.1. Fiche TP les enseignants
III.3.2. Fiches TP les élèves
III.3.3. Exercice d’évaluation
III.4. Travaux pratiques sur le champ électrique uniforme
III.4.1. Fiche TP pour les enseignants
III.4.2. Fiches TP pour les élèves
III.4.3. Exercice d’évaluation
CONCLUSION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIES
Annexe : Programme d’électricité de la classe de Seconde
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