Comment créer un arc électrique par frottement?

Posté par florian sache le 3rd février 2011 dans Leçons

wimshurt-vue de face

wimshurt-vue arrière

La machine de Wimshurst est une machine électrostatique inventée en 1882 par l’anglais James Wimshurst.
Cette machine fut historiquement utilisée pour illustrer de nombreux phénomènes d’électricité statique ou produire un arc électrique. Elle est encore présente dans de nombreux lycées

Description

La machine de Wimshurst est équipée d’une manivelle et de deux disques constitués de plastique et recouverts de pastilles en étain. Les deux disques tournent dans le sens opposé l’un part rapport à l’autre dans un plan vertical grâce à deux courroies en caoutchouc, dont l’une est croisée, les connexions se font à l’aide d’un dispositif de peignes permettant ainsi de récupérer la charge et d’emmagasiner l’énergie dans les condensateurs. L’arc électrique se forme au niveau des éclateurs.

Principe

Voici son fonctionnement : Les pastilles métalliques sont initialement électriquement neutres. Lors de la rotation des plateaux, les secteurs vont se déplacer et atteindre des balais métalliques qui vont prélever ou ajouter des charges électriques aux pastilles en étain sous l’influence de la charge des secteurs situés parallèlement sur l’autre disque. Ainsi, la machine va se charger, et la tension va augmenter, le courant restant toujours très faible. Les charges positives et négatives sont récupérées par des peignes collecteurs et envoyées dans des condensateurs qui vont accumuler les charges. Une fois que la tension dans les condensateurs sera assez élevée, les électrons vont se précipiter de l’électrode négative à l’électrode positive. Ce phénomène va engendrer la formation d’un arc électrique au niveau des boules de l’éclateur. Pour un arc électrique d’un cm, la tension est de 36000 V. Les condensateurs sont ainsi revenus à un niveau neutre, jusqu’à ce que les plateaux amènent de nouvelles charges. Cette machine peut aussi servir à recharger une bouteille de Leyde ou à faire fonctionner un tube de Geissler (présentés dans l’exposition).

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