L╒ÄlectricitÄ est partout, mais elle ne se voit pas. Son secret se trouve au c╧ur de la matiÅre, dans les atomes. Depuis un siÅcle, l╒homme sait l╒apprivoiser et l╒utiliser. ╟ Mobiclic ╚ te dÄvoile les secrets de cette Änergie mystÄrieuse.
1/ Qu╒est-ce que l╒ÄlectricitÄ ?
Tous les corps sont constituÄs de minuscules grains de matiÅre : les atomes, comme le fer ou l╒eau. Imagine, sur un millimÅtre on peut en aligner plusieurs millions ! C╒est au niveau des atomes qu╒on trouve l╒ÄlectricitÄ.
A- L╒atome
Au c╧ur de l╒atome se trouve le noyau. Il est comme un Soleil autour duquel tourneraient trÅs vite de petites planÅtes : les Älectrons. Le noyau a une charge Älectrique positive : ce sont les ╟ + ╚. Les Älectrons ont une charge Älectrique nÄgative : ce sont les ╟ ╨ ╚.
B- Les Älectrons libres
En rÅgle gÄnÄrale, dans un atome il y a autant de ╟ + ╚ que de ╟ ╨ ╚ .
Mais certains Älectrons ╨ les plus ÄloignÄs ╨ peuvent quitter leur atome et rejoindre un autre atome, sous l╒action d╒un phÄnomÅne comme la chaleur. C╒est ce dÄplacement d╒Älectrons appelÄs ╟ Älectrons libres ╚ qui crÄe de l╒ÄlectricitÄ.
C- Le courant Älectrique
Le courant Älectrique qui se dÄplace dans la nature ou dans les fils est donc une sorte de fleuve d╒Älectrons. Ce fleuve part d╒un corps qui a trop d╒Älectrons vers un corps qui n╒en a pas assez. Ce dÄplacement d╒Älectrons en grande quantitÄ, c╒est le courant Älectrique.
Le sens des Älectrons
Le corps qui a trop d╒Älectrons a des charges Älectriques nÄgatives : il est appelÄ ╟ pÖle ╨ ╚. Celui qui n╒a pas assez d╒Älectrons a des charges positives : il est appelÄ ╟ pÖle + ╚. Des symboles que tu retrouves par exemple sur la pile. Les Älectrons vont toujours du ╟ ╨ ╚ vers le ╟ + ╚.
2/ L╒ÄlectricitÄ en action
L╒ÄlectricitÄ existe depuis l╒origine de la Terre. Elle est partout ê l╒Ätat naturel. Mais l╒homme n╒a rÄussi ê la domestiquer que depuis un siÅcle. DÄcouvre ces deux visages de l╒ÄlectricitÄ.
L╒ÄlectricitÄ naturelle
L╒exemple de la foudre
L'ÄlectricitÄ existe naturellement autour de nous. Elle est Ämise en trÅs petite quantitÄ dans le corps humain, permettant ê nos muscles et ê notre cerveau de fonctionner. Elle existe aussi dans l'atmosphÅre, par exemple dans les Äclairs de la foudre. DÄcouvre ce phÄnomÅne impressionnant.
La foudre
1 - Nuage en ╨
Lors d╒un orage, des charges Älectriques nÄgatives et positives se forment. Les charges nÄgatives se positionnent en bas du nuage.
2 - Terre en +
Quant ê la terre, elle est aussi un formidable rÄservoir de charges Älectriques. Pendant un orage, ses charges positives sont attirÄes par le nuage et s╒accumulent ê la surface du sol.
3 - LՎclair
Tu le constates, il y a un fort dÄsÄquilibre entre les ╟ ╨ ╚ du nuage et les ╟ + ╚ de la terre. Les charges nÄgatives, sans hÄsiter et trÅs brutalement, vont donc rejoindre la terre afin de rÄtablir l╒Äquilibre. Ce qui forme un Äclair qui peut atteindre 2 km de long !
4 - Comme une pile
Tu peux d╒ailleurs comparer le phÄnomÅne de l╒orage ê une pile. Si tu branches un fil sur la borne nÄgative d╒une pile et que tu rapproches le fil au plus prÅs de la borne positive, mais sans la toucher, tu provoqueras un mini-Äclair.
L╒ÄlectricitÄ apprivoisÄe
L╒exemple de la pile
Depuis la fin du 19e siÅcle, l'homme sait comment crÄer le courant Älectrique avec l╒invention des gÄnÄrateurs, des appareils capables de fournir du courant Älectrique. La dynamo de ton vÄlo est un gÄnÄrateur. La pile aussi. Voici comment elle fonctionne. Clique sur le citron, puis sur la pile.
La pile citron
Un citron avec deux bouts de mÄtal plantÄs dedans ? C╒est une pile, ìa ? Eh oui ! Mais ê condition que ce soient deux mÄtaux diffÄrents et bien choisis, comme le zinc et le cuivre. DÄcouvre cette pile naturelle.
âlectrodes
Les bouts de mÄtal, appelÄs Älectrodes, sont plongÄs dans un liquide acide, le jus de citron, qui crÄe une rÄaction chimique. D╒un cÖtÄ la rÄaction fait gagner des Älectrons au zinc, de l╒autre elle en fait perdre au cuivre.
Courant
Les Älectrons vont du zinc, o¥ ils sont trop nombreux, au cuivre qui en manque. Ils passent par le chemin le plus facile : le fil Älectrique. Le courant apparaöt ! Il est cependant trÅs faible avec une pile au citron ! Mais on peut le dÄtecter avec une boussole.
âlectrode : ÄlÄment mÄtallique conducteur qui plongÄ dans un liquide chimique spÄcial produit une rÄaction gÄnÄrant un courant Älectrique.
La pile
Les piles que tu mets dans tes jeux fonctionnent comme la pile au citron. Explore-la.
âlectrodes
╦ un bout de la pile il y a une Älectrode positive, ê l╒autre bout une Älectrode nÄgative.
âlectrolyte
Entre les deux extrÄmitÄs de la pile, il y a un mÄlange de produits chimiques appelÄ Älectrolyte.
Courant
L╒Älectrolyte produit une rÄaction chimique : regarde, des Älectrons s╒Ächappent de l╒Älectrode nÄgative pour retourner vers l╒Älectrode positive. Ainsi, le courant Älectrique est crÄÄ.
Usure
Mais le courant crÄÄ n╒est pas inÄpuisable. Les ÄlÄments de la pile finissent pas s╒user.
III/ Le circuit Älectrique
Voici un petit train Älectrique. Passe sur les boutons avec ta souris pour agir sur le circuit. Puis clique sur chaque bouton pour comprendre ce qui se passe.
1) L╒interrupteur
Tu viens d╒agir sur l╒interrupteur. Cet ÄlÄment fonctionne comme un petit pont-levis. Le courant passe quand il est baissÄ. Au contraire, lorsqu╒il est relevÄ, le fil se trouve interrompu, et le courant ne passe plus. Appuie sur l╒interrupteur pour allumer la lampe.
2- Conducteur ou isolant ?
Certains matÄriaux laissent passer le courant Älectrique plus ou moins bien : on dit qu'ils sont bons ou mauvais conducteurs. D'autres s'opposent ê son passage. Ce sont les isolants. Pour savoir quels matÄriaux laissent passer le courant, fais glisser l╒un des objets ê l╒endroit o¥ le fil est coupÄ.
liege
Le liÅge est un isolant, le courant ne passe pas.
cuivre
Le cuivre est un bon conducteur.
charbon
Le charbon est un mauvais conducteur, l╒ampoule brille faiblement.
bois
Le bois est un isolant, le courant ne passe pas.
acier
L╒acier est un bon conducteur.
doigt
Attention, le corps humain est lui aussi conducteur ! Le passage d'un fort courant Älectrique dans l'organisme peut provoquer la mort. On appelle cela une Älectrocution. Ce petit panneau t'avertit de ne pas t'approcher des lieux o¥ il y a un fort danger liÄ ê l╒ÄlectricitÄ.
3- Le sens du courant
Tu as retournÄ la pile et tu as inversÄ le sens du courant. Le moteur tourne dans l╒autre sens et le train va ê reculons. Clique sur la pile pour la remettre ê l╒endroit.
4- Changement de pile
Tu viens de remplacer la pile du circuit par une pile de plus fort voltage. Le train accÄlÅre et les lampadaires brillent plus. La forme ou la taille de la pile n╒ont pas d╒importance. En revanche, plus il y a de volts indiquÄs, plus il y a de courant. Clique sur les diffÄrentes piles et observe l╒ampoule.
5- Le court-circuit
Tu viens de dÄclencher un court-circuit. Un court-circuit est un mauvais branchement. Observe le circuit affichÄ ê l╒Äcran et clique sur le fil qui provoque le court-circuit.
Bravo ! Tu as trouvÄ. Ce fil reliait les 2 pÖles de la pile. Le courant choisit toujours le plus court chemin. Il a prÄfÄrÄ passer par ce fil plutÖt que par l╒ampoule.
6) L╒ampoule Älectrique
L╒ampoule Älectrique a ÄtÄ inventÄe il y a plus d╒un siÅcle, en 1879, par l╒AmÄricain Thomas Edison. DÄcouvre son fonctionnement.
Thomas Edison (1847-1931) : inventeur amÄricain ê qui l╒on doit la lampe ê incandescence, ancÉtre de nos ampoules Älectriques, ou encore le phonographe ou le microphone...
Le filament
Quand tu allumes une lampe, tu libÅres beaucoup d╒Älectrons, qui se propagent dans le circuit Älectrique. Mais le filament de l╒ampoule est plus Ätroit, et laisse passer moins d╒Älectrons. RÄsultat : c╒est l╒embouteillage ! Les Älectrons s╒entrechoquent et Ächauffent le filament au point de le faire briller.
