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Etablissement : Lycée Saint-Sernin (31)
Ville : Toulouse
Discipline : Electricité statique
Typologie : Utile
GÉNÉRATEUR À BANDE VAN DE GRAAFF

Fonction : Produire de l'électricité statique par frottement et par influence.

Description : Il est constitué d'une bande isolante en caoutchouc tendue entre deux rouleaux en matière plastique et mise en mouvement par le rouleau inférieur. Celui-ci est entraîné soit par un moteur électrique dont la vitesse est réglée par un rhéostat soit à l’aide d’une manivelle. Il comporte un couvercle métallique et deux peignes métalliques.

Mode Opératoire :
Constructeur : LEYBOLD
Lorsque la bande est en mouvement, on constate que le couvercle métallique se charge positivement.
En effet, la bande électrise le rouleau supérieur par frottement. Lorsque ce rouleau est suffisamment chargé, il influence la répartition électronique du peigne ; une décharge dans la couche d’air fine entre la bande et le peigne entraine l’électrisation positive du peigne et négative de la bande. Le couvercle-conducteur se charge alors positivement. En passant devant le peigne inférieur, la bande chargée négativement influence la répartition électronique de ce peigne de telle sorte que ses pointes soient chargées positivement ; une décharge électrique permet à la bande d’être moins chargée voire de redevenir neutre. Ce surplus éventuel de charge positive est transporté par la bande montante. Ce processus se poursuit aussi longtemps que la bande est en mouvement ce qui fait augmenter successivement la charge positive du conducteur, cependant limitée par la conductibilité de l'air et la tension de contournement au peigne inférieur.


Remarque : Les premières machines électriques étaient construites sur ce même principe : frotter un matériau isolant pour l’électriser. Il semble que la première machine, fabriquée par Otto von Guericke, fonctionnait avec de l’ambre frottée à la main ; le verre vint ensuite avantageusement remplacer l’ambre, des tissus la main. Cependant, ces machines étaient très onéreuses du fait de l’utilisation du verre notamment. En 1784, à l’Académie des Sciences, un physicien vivant à Bruxelles, présenta une machine électrique (deuxième gravure : Essai d'un cours élémentaire et général des sciences physiques par F.-S. Beudant, 1815, planche 12) très proche du générateur à bandes décrit ci-dessus. Cette machine nécessitait 2 mètres de taffetas verni dont les extrémités étaient cousues, et de munir les coussins de peau de chat pour frotter le tissu. En 1785, Rouland et Sigaud de Lafond, proposèrent une autre machine produisant de l’électricité par frottement d’un taffetas qui était, cette fois-ci, tendu horizontalement (troisième gravure : Précis historique et expérimental des phénomènes électriques, Sigaud de Lafond, 2ème édition, 1785, planche 10).

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