l'électricité au coeur de la matiére

Sujet du devoir

exposé sur l'électricicté au coeur de la matiére
+ électricicté statique et "courante"
+effets de l'électricité sur la matiére

Où j'en suis dans mon devoir

Plan / Sommaire


Introduction

I L'électricité

1) Historique et définition de l'électricité
2) L'électricité statique
3) Le courant électrique

II La matière

1) Définition
2) Qu’est-ce que la matière ?

III L'électricité au cœur de la matière

1) Les réactions d'oxydoréduction
2) L'électricité dans le corps humain
































I Historique
1) Historique et Définition
Définition :
Manifestation d'une forme d'énergie associée à des charges électriques, au repos ou en mouvement.

Le terme « électricité » vient du grec « êlektron » qui désigne l'ambre jaune, une résine fossile possédant des propriétés électrostatiques.

Ie siècle : invention de la boussole par les chinois. Les arabes la récupèrent et les Occidentaux la récupèrent au XIe siècle.
Electricité des corps connue depuis l’antiquité (en Egypte, a Pompéi).

XVIe siècle : William Gilbert (médecin de la reine d’Angleterre) donne le nom : électricité

1733 : distinction électricité positive et électricité négative (électricité résineuse, électricité vitreuse).

1752 : Benjamin Franklin montre que la foudre est un phénomène électrique et invente le paratonnerre.

1785 : Charles de Coulomb, loi selon laquelle les corps chargés électriquement interagissent.

1799 : Alessandro Volta invente la pile électrique : il empile des disques de métaux différents (cuivre, zinc) séparés par des disques de feutre imbibés d’acide.

1831 : Michael Faraday découvre l'induction électromagnétique : la création d'un courant à partir d'un champ magnétique.

1878 : Thomas (Alva) Edison, inventeur américain, fonde l'Edison Electric Light Co. à New York.
1879 : Première lampe électrique à incandescence (filaments de carbone) elle reste allumée 45 heures.

1888 : Friedrich Wilhelm Schindler-Jenny (Autriche) : premier fer à repasser électrique.

1906 : Le premier aspirateur électrique est commercialisé : « pompe à dépoussiérage ».

1920 : Machines à laver avec un moteur électrique.

1978 : grave incident dans la centrale nucléaire de Three Mile Island (Harrisburg, États-Unis) (sans conséquences).

1986 : grave accident dans la centrale de Tchernobyl (Ukraine).


2) l’électricité statique.
Les électrons ont des charges négatives et les protons des charges positives (on dit qu’il porte des charges). Les atomes sont faits d'électrons qui se déplacent autour d'un noyau composé de protons et de neutrons : l’atome est électriquement neutre.

Lorsqu’on frotte certains matériaux entre eux, les électrons superficiels des atomes sont arrachés et récupérés par les autres atomes :
Exemple :
Une tige de verre frottée sur un tissu de soie se charge positivement, car ses atomes perdent des électrons au bénéfice de la soie
Un ballon de baudruche frotté sur des cheveux secs se charge négativement, car il gagne des électrons des cheveux.
Une règle en plastique frottée sur des vêtements se charge négativement. Elle peut alors attirer des petits morceaux de papier : La règle modifie (par influence électrostatique) la répartition des charges dans le papier : les charges négatives de la règle repoussent les charges négatives du morceau de papier et attirent les charges positives de papier.

La foudre peut conduire à une électrocution ou à un incendie.

Applications :
Pour réduire la pollution de la fumée, et pour réaliser la photocopie par xérographie. Aussi une vision de l’avenir en se servant des « lifters » électrisés.

3) Le courant électrique
Les électrons, particules chargées négativement, se déplacent dans les métaux ce qui permet la circulation des courants électriques : ils définissent le sens conventionnel du courant.

Dans un conducteur métallique, les particules chargées et mobiles sont les électrons peu liés aux atomes auxquels ils appartiennent. Lorsqu'une différence de potentiel (Le potentiel électrique est l'une des grandeurs définissant l'état électrique d'un point. Son unité est le volt.) est appliquée aux extrémités du conducteur, elle provoque le déplacement de ces électrons. Le réseau des atomes contient des ions positifs : les atomes qui ont perdu un électron. Mais ces derniers, prisonniers du réseau par les liaisons métalliques, sont quasiment immobiles et ne participent que de manière infime à la circulation du courant.
En revanche, dans les électrolytes (solutions contenant simultanément des ions chargés positivement et des ions chargés négativement) toutes les particules chargées participent à la circulation du courant. Les charges positives circulent dans le sens conventionnel et les charges négatives dans l'autre sens.
Les matériaux qui ont beaucoup de porteurs de charge libres et qui sont facilement traversés par un courant électrique sont dits conducteurs, ceux qui n'en possèdent pas (ou très peu) sont dits isolants ou diélectriques.

Exemple: l'air est un excellent isolant, mais au-delà d'un certain seuil, lorsque le champ électrique est trop grand, les électrons sont arrachés aux atomes. L'air se transforme ainsi localement en un plasma. Le plasma étant un conducteur parfait, il laisse passer le courant électrique.
Certains dispositifs peuvent laisser passer le courant électrique dans un sens, mais pas dans l'autre. C'est le cas des diodes. Celles-ci sont réalisées principalement avec des jonctions de semi-conducteurs (isolants mais pas assez pour bloquer le courant) différents (jonction PN ou jonction métal semi-conducteur).

Il existe plusieurs types de courants :
- Le courant continu : le courant circule toujours dans le même sens ; continuellement.
- Le courant alternatif : le courant circule en changeant de sens, périodiquement.

Par convention, dans un circuit électrique en boucle simple et en courant continu, le courant électrique part du générateur par la borne positive (+), passe par le circuit et revient au générateur par la borne négative (-). Il peut être différent du sens réel de déplacement des porteurs de charge.

Ainsi lorsque les porteurs de charge sont des électrons (cas le plus fréquent), ou des anions (ions négatifs) leur mouvement effectif est du - vers le +, sens de déplacement des particules chargés négativement donc attirés par le positif. Par contre les cations et les électrons se déplacent dans le sens conventionnel du courant.

La propagation de l’électricité se fait à une vitesse voisine de celle de la lumière, mais ce n'est pas pour autant la vitesse des électrons qui le constituent. Ceux-ci voyagent plus modestement à quelques millimètres ou centimètres par seconde, en fonction de l'intensité du courant.






II La matière
1) Définition
Substance constituant les corps, douée de propriétés physiques. (Ce dont quelque-chose est fait).
Ce qui a de la masse et qui occupe de l’espace.

2) Qu’est que la matière ?
Substance constituant les corps, la matière est faites de différents éléments : atomes, ions, molécules.
Les atomes sont des particules très petites, composées d'un noyau et d'électrons (charges électriques négatives). Les atomes sont électriquement neutres car leur noyau porte autant de charges positives (protons) que leurs électrons de négatives.
Les ions sont des atomes ayant perdus ou gagnés des électrons sous l'action d'atomes voisins ; particules électriquement chargées.
Les molécules sont des groupements d'atomes.

La matière peut se présenter selon différents états (dépendant de la proximité des éléments cités) : dans un solide, ces éléments sont quasiment immobiles ; dans un liquide, bien que proche les uns des autres, ils peuvent bouger ; dans un gaz, ils sont libres et occupe tout le volume qu’ils ont à leur disposition.
Beaucoup de corps peuvent passer de façon réversible d'un état à l'autre. Les trois types de variations (fusion / solidification ; liquéfaction / sublimation ; vaporisation / liquéfaction) peuvent être provoqués par des changements de température, mais le passage d'un état à un autre, lui-même, s'effectue à température constante.