@@ -83,7 +83,7 @@ un morceau de plastique, la charge de l'objet neutre ne changera pas.
Les objets métalliques sont de bons *conducteurs* d'électricité, alors que
le plastique est un *isolant* (il conduit mal l'électricité). Il existe également
une sorte intermédiaire qui est à mi-chemin entre isolant et conducteur:
les *semi-conducteurs*. Le silicium entre dans cette catégorie par exemple.
les *semi-conducteurs*. Le silicium entre dans cette catégorie par exemple (le silicium est un composant très important des ordinateurs).
Nous parlerons des semi-conducteurs plus tard dans ce cours.
La différence entre isolant et conducteur au niveau atomique est la suivante.
...
...
@@ -105,3 +105,71 @@ de $N$, jusqu'à ce que $N$ et $C$ aient la même charge. Ce processus
est appelé charge par *conduction* car les deux conducteurs sont en contact
direct.
Si maintenant les deux objets sont rapprochés, mais sans être mis en contact. Les électrons libres ne vont pas quitter le conducteur $N$ pour rejoindre le conducteur $C$. En revanche, les électrons de $N$
seront attirés par le conducteur $C$ et se déplaceront en direction
de $C$ créant ainsi deux zones à l'intérieure de $N$: une chargée négativement proche de $C$, et une positivement éloignée de $C$.
Néanmoins, la charge nette de $N$ reste toujours la même,
c'est à dire nulle. Ce processus est appelé charge par *induction*.
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Question (Charger un conducteur) #
Pouvez-vous imaginer un processus pour charger un conducteur en utilisant
la charge par induction?
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Ce processus permet de charger un objet assez facilement.
Pour ce faire, il faut connecter l'objet à l'aide d'un conducteur à la Terre[^8] (à l'aide d'un fil par exemple). Puis en utilisant la
charge par induction les électrons vont quitter (ou pénétrer)
le conducteur depuis la Terre. Puis il suffit de couper le
fil et le tour est joué.
## La loi de Coulomb
Dans les précédentes sections, nous avons vu la phénoménologie
de la force que les charges électriques peuvent exercer entre
elles. Ces forces peuvent être attractives ou répulsives, mais
nous ne savons pas encore quelle peut être la magnitude de cette
force.
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Question (Force électrique) #
De quoi dépend la force électrique à votre avis?
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La force électrique a été étudiée par Charles Coulomb au 18e siècle
(1780 environ) à l'aide d'une *balance à torsion*. Cette balance
est basée sur le même principe qu'une balance pour la gravitation mais
adaptée à la force électrique (une vidéo décrivant l'expérience
peut se trouver [sur ce lien](https://bit.ly/3nOgZEN)).
Un axe avec une boule conductrice à une extrémité est suspendue
à un long fil très fin. Le dispositif est enfermé dans une cloche
en verre limitant ainsi les courants d'air. Dans cette cloche
on peut introduire un autre conducteur chargé. Lorsque les boules sont mises en contact, la charge est répartie entre les deux objet et ils se repoussent. Cette force induit une torsion du fil,
et on peut ainsi mesurer l'amplitude de la force. Ainsi on peut mesurer
la torsion du fil sous l'effet de la force électrique.
En variant la distance de départ entre les charges, et en utilisant
plus d'objets, Coulomb a pu déterminer sa loi reliant la force électrique avec la distance et la charge.
Coulomb énonce que la force électrique
entre deux object de charges $Q_1$, et $Q_2$, est proportionnelle au produit des charges en présence et inversément
proportionnelle au carré de la distance, $r$, qui les sépare[^9].
Cela peut s'écrire sous la forme
$$
F=k\frac{Q_1\cdot Q_2}{r^2},
$$
où $k$ est la constante de proportionnalité.
La force est toujours dans la direction de la ligne reliant
les deux charges. Si les deux charges ont le même signe la force est
répulsive (la force éloigne les charges), si les deux charges ont un signe opposé, la force est attractive (la force attire les charges l'une vers l'autre).
