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Charge et matière – L’électrisation

I. Rappel

1. Constitution de la matière

Toute matière est constituée …………… eux-mêmes constitués de trois types de particules élémentaires : …………… , …………… et ……………

Les …………… sont concentrés au centre de l'atome avec …………… : ils forment le …………… de l'atome. Les …………… se situent autour du noyau. L’atome possède autant de …………….. que ………………

2. Les charges électriques

Les trois particules élémentaires (protons, neutrons et électrons) possèdent une masse mais aussi une charge électrique (qui s’appelle généralement q) et qui se mesure en coulomb (symbole C).

Particule	Masse (kg)	Charge (C)
Neutron	1,675.10^-27	0
Proton	1,673.10^-27	1,6.10^-19
Electron	9,1.10^-31	-1,6.10^-19

La valeur 1,6.10^-19 C s’appelle la charge élémentaire, elle se note e (e=1,6.10^-19 C)

Ø Exprimer la charge, notée q, portée par un proton en fonction de « e »

Ø Même chose avec celle de l’électron notée q’.

Ø Que peut-on dire des masses m_pet m_n d’un proton et d’un neutron ?

Ø Combien de fois est plus lourd un proton vis à vis de l’électron ?

· Les …………… et …………… sont solidement liés entre eux, ils sont lourds et donc très peu mobile dans la matière.

· Les …………… sont en mouvement autour du noyau, très léger ils peuvent se déplacer dans la matière, un atome peut en perdre ou en gagner pour devenir un …………….

Exercice :

Le noyau d’un atome porte une charge Q=1,44.10^-18C.

Ø Calculer le numéro atomique Z de cet atome.

Ø En déduire le nombre d’électrons de cet atome. Justifier.

Ø La masse de cet atome est égale à m=3,17.10^-26 kg. Calculer le nombre de nucléons A et le nombre de neutrons N de cet atome.

II. L'électrisation

1. Définition

Electriser un corps c'est faire apparaître sur celui-ci un excédent de charges électriques.

Si le corps initialement neutre gagne des électrons, il devient négatif, s'il en perd, il devient positif.

On peut électriser un corps de différentes manières : par frottement ou par contact

2. Electrisation par frottement.

On frotte 2 matériaux. L'un va céder ses électrons à l'autre.

Exemple 1 : tube en PVC avec chiffon en laine : le chiffon cède des électrons. Compléter les schémas ci-dessous en indiquant le sens du transfert d’électrons sur le 1^er schéma ainsi que les charges apparues sur le 2^ème schéma.

On note q la charge portée par le chiffon et q' la charge portée par le tube en PVC. Le chiffon cède N électrons.

Bilan des charges :

Avant frottement :

Après frottement :

On frotte les 2 matériaux Après frottement

Expérience : un tube en PVC à l'horizontale chargé négativement est libre de tourner sur une tige verticale.

a) On approche un autre tube en PVC chargé - : ………………………..

b) On approche un bâton d'ébonite chargé + : …………………………

Conclusion :

4. Electrisation par contact

On approche, sans contact, un tube en PVC chargé négativement d'une boule de sureau.

Ø Faire un schéma de vos observations

Ø Sur le schéma ci-dessous, on a représenté l’atome par le dessin suivant . qui fait apparaître la charge + portée par le noyau et négative – de l’ensemble des électrons. Que se passe-t-il quand on approche le tube en PVC chargé négativement ? Compléter alors le schéma de droite.