Conducteur ou isolant ?

De Wikidebrouillard.

Article incomplet en cours de rédaction

Sommaire

1 Présentation de l'expérience
2 Matériel
3 L'expérience
- 3.1 La manipulation
- 3.2 Que voit-on ?
4 Explications
- 4.1 De manière simple
- 4.2 Allons plus loin dans l'explication
5 Liens avec d'autres expériences
- 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard
6 Applications : liens avec le quotidien
7 Lieux propices à sa réalisation
8 Catégories

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
Fils
Règle
Bouchon
Scotch
Fichier:Pièce de 1 Euro.jpg Pièce
verre
Ampoule

L'expérience

La manipulation

Fixer un fil sur le culot et un autre sur la douille de l'ampoule à l'aide du scotch. Faire bien attention à ce que les deux fils ne se touchent pas.
Fixer l'extrémité libre de l'un des fils reliés à l'ampoule à l'une des bornes de la pile.
Fixer un troisième fil à l'autre borne de la pile.
Utiliser les objets à tester un par un pour relier les deux extrémités libres de fil (bouchon, pièce, trombone...). Il est possible de tester autant d'objets que l'on souhaite !
Observer si la lampe s'allume ou pas pour chacun des objets testés.

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.