Conducteur ou isolant ?
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Version du 15 février 2012 à 13:01
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Présentation de l'expérience
Dans la vie de tous les jours nous utilisons des fils électriques composés principalement de cuivre. Le but de cette expérience est de tester d'autres matériaux afin de voir si il est possible de remplacer les fils de cuivre par autre chose.
Matériel
-
Trombone
-
Pile
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Fils
-
Règle
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Bouchon
-
Scotch
- Fichier:Pièce de 1 Euro.jpg Pièce
-
verre
- Ampoule
L'expérience
La manipulation
1) Fixer les fils sur les deux bornes (un sur la borne + et un sur la borne -). 2) Fixer l'ampoule a l'un de ces deux fils sur le culot de l'ampoule et l'autre sur la douille. Pour faire cela utiliser le scotch en faisant attention car les deux fils ne doivent pas se toucher. 3) Utiliser les objets pour relier les deux extrémités libres de fil. 4) Regarder si la lampe s'allume ou pas pour chacun de ces ojets.
Que voit-on ?
Nous voyons donc que l'ampoule ne s'allume qu'avec les objets en métal (trombonne, pièce, fil ...).
Explications
De manière simple
Le courant électrique nécéssaire à l'allumage de la lampe passe donc plus ou moins bien suivant les matériaux. Les matériaux qui laissent passer le courant sont appelés "conducteurs" et ceux qui ne le laissent pas passer sont appelés "isolants".
Allons plus loin dans l'explication
Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la force électromagnétique, dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'électricité. Dans un conducteur métallique, les particules chargées et mobiles sont des électrons peu liés aux atomes auxquels ils appartiennent (on dit que ces électrons se trouvent dans la bande de conduction).
On peut considérer qu'ils se déplacent facilement dans le matériau métallique. Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée aux extrémités du conducteur, elle provoque le déplacement de ces électrons, ce que l'on appelle courant électrique. 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.
Un isolant, aussi appelé matériau diélectrique, est une partie d'un composant ou un organe ayant pour fonction d'interdire le passage de tout courant électrique entre deux parties conductrices. Un isolant possède peu de charges libres, elles y sont piégées, contrairement à un matériau conducteur où les charges sont nombreuses et libres de se déplacer sous l'action d'un champ électromagnétique.
Liens avec d'autres expériences
Expériences sur Wikidébrouillard
http://www.wikidebrouillard.org/index.php/Vinaigre_et_eau_sont-ils_conducteurs%3F
http://www.wikidebrouillard.org/index.php/Conductivit%C3%A9
Applications : liens avec le quotidien
Cette expèrience permet d'observer et de comprendre quels sont les matériaux utilisés pour conduire le courant ou s'en protéger.
Lieux propices à sa réalisation
La plupart de ces eléments se trouvent dans une maison ou , au pire dans un magasin de bricolage.
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