Journée portes ouvertes du lycée samedi 25 février 2023 de 8h30 à 12h30 et de 13h30 à 16h30

Cylindre isolé d’Æpinus

Loi ou phénomène : Électrisation par influence : « Lorsqu’un corps électrisé est placé à proximité d’un corps conducteur neutre, il attire vers lui l’électricité contraire à celle dont il est chargé et repousse à l’extrémité opposée l’électricité de même signe ».

Description : Il s’agit d’un cylindre de laiton isolé sur une colonne de verre et qui peut porter à ses extrémités deux petits pendules électriques. Chaque pendule est constitué d’une tige métallique à laquelle, par un fil de lin, est suspendue une balle en moelle de sureau.
Le cylindre est maintenu horizontal du fait que la colonne en verre est enchâssée dans un pied en laiton ou en bois.

Expérience : On installe le cylindre (A) à proximité d’une source électrique (M) positive. On constate qu’aussitôt les pendules électriques s’écartent de leur position verticale dans des directions opposées et d’un même angle (en valeur absolue). On en déduit que l’électrisation a été instantanée.

On pourrait penser que le pendule le plus proche de la source est attiré par celle-ci plutôt que repoussé par le cylindre. À l’aide d’un plan d’épreuve et d’une balance de Coulomb, on montre que cette extrémité est électrisée. De ces deux manipulations, on déduit que le cylindre a été électrisé instantanément.

On dispose des pendules en différents endroits du cylindre. Cette disposition est celle de l’appareil de Riess qui, par ailleurs, montre facilement que l’extrémité proche de la source a été électrisée par influence. On constate que les angles entre la verticale et les fils décroissent quand les pendules sont de plus en plus éloignés des extrémités. En un certain nombre de points, les fils restent verticaux. On déduit de cette manipulation que le cylindre est électrisé de manière hétérogène et qu’il existe une ligne neutre où les charges se compensent. Autrement dit, le corps chargé (M) a influencé la répartition des charges sur le cylindre d’Æpinus.
On reprend le montage initial. À chacun des pendules successivement, on présente un corps électrisé négativement, par exemple un bâton de résine frotté avec de la laine. On constate alors qu’il y a répulsion du pendule placé à l’extrémité la plus voisine du corps électrisé et attraction de l’autre pendule. On en conclut que les électrons se sont massivement déplacés vers la première extrémité qui devient alors chargée négativement – et porte donc une charge opposée à celle de la charge influente – et que la deuxième extrémité s’est chargée positivement.
Enfin, on dispose un second cylindre (B). On constate qu’immédiatement ses deux pendules extrêmes divergent mais avec une moindre amplitude que les pendules du cylindre (A). On en déduit qu’un corps électrisé par influence agit à son tour sur les conducteurs voisins mais que l’électrisation induite est moins forte. Le pendule proche du cylindre (A) en est attiré ; on en déduit que cette partie du cylindre (B) est chargée négativement et par suite que l’autre extrémité est chargée positivement.

Pour finir, on éloigne la source électrique. On observe qu’aussitôt les pendules reprennent leur position verticale. On en déduit qu’instantanément le conducteur redevient neutre en chacune de ses parties.

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