Expérience d'électricité statique avec des gouttelettes d'eau

60 min Âges 10-14 Intérieur

Construisez le générateur électrostatique classique de gouttes d'eau de Lord Kelvin en utilisant des boîtes de conserve, des anneaux d'induction en cuivre et des jets d'eau qui s'é...

Matériel nécessaire

  • • Nettoyer les boîtes de conserve en métal (boîtes de soupe ou de café) (2 unités)
  • • Fil de cuivre nu (formé en deux anneaux de 5 cm) (1 mètre)
  • • Pichet en plastique avec deux buses/valves d'égouttement réglables (1 unité)
  • • Fil de raccordement électrique isolé (avec pinces crocodile) (2 pistes)
  • • Base de plateau en plastique isotherme et eau (1 ensemble)

Conseils aux parents

  • → Lord Kelvin a inventé cette machine en 1867 : deux jets d'eau ruisselante passent à travers des anneaux de cuivre dans des canettes situées en dessous.
  • → La connexion croisée de l'anneau A au Can B et de l'anneau B au Can A crée une rétroaction positive : de légers déséquilibres de charge aléatoires se multiplient de façon exponentielle.
  • → Dans les 30 secondes qui suivent l'écoulement, des milliers de volts s'accumulent entre les électrodes d'étincelle jusqu'à ce que de minuscules étincelles électriques bleues traversent l'espace.

Consignes de sécurité

Les étincelles électrostatiques ont une tension élevée mais un courant négligeable ; totalement inoffensif, mais évitez les appareils électroniques informatiques sensibles à proximité.

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Instructions étape par étape

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Étape 1

Montez deux boîtes de conserve en métal propre sur une feuille de plastique isolante sous deux anneaux d'induction en fil de cuivre.

⏱️ ~15 min
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Étape 2

Câblage croisé du système à l'aide d'un fil de raccordement isolé : connectez le Can A à l'anneau B et le Can B à l'anneau A.

⏱️ ~15 min
3

Étape 3

Placez un réservoir d'eau au-dessus de manière à ce que deux jets constants se divisent en gouttes individuelles lorsqu'ils traversent le centre des anneaux.

⏱️ ~15 min
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Étape 4

Écartez les pointes du fil de décharge de 2 mm : observez de minuscules étincelles électrostatiques crépiter à travers l'espace alors que des milliers de volts s'accumulent.

⏱️ ~15 min

Ce qu'ils apprennent

Amplification de rétroaction électrostatique positive Physique des orages compte-gouttes d'eau de Lord Kelvin Séparation des charges du champ électrique haute tension