TP: champ électrique
Pratiquer une démarche expérimentale pour cartographier un champ
magnétique ou électrostatique.
I) Situation problème
Article de presse :
« La foudre blesse deux paysans et tue une vache - Les agriculteurs ont
accueilli avec enthousiasme les fortes précipitations qui se sont abattues
dernièrement sur l’ensemble du pays. Mais ces intempéries ont aussi
engendré des accidents. Ainsi vendredi passé, un paysan et sa femme étaient
en train de traire une de leurs vaches lorsque la foudre frappa à l’intérieur de
l’étable. La bête fut tuée sur le coup et les deux paysans reçurent une forte
décharge électrique. Ils furent évacués vers le secteur sanitaire le plus proche
et leurs jours ne sont plus en danger a-ton appris. »
L'est républicain > 25/03/07
Par temps orageux, tout le monde sait qu’il peut être dangereux de chercher à s’abriter sous un arbre.
Mais ce que l’on sait moins, c’est que les vaches ont plus de chance de mourir lors de cette électrisation qu’un
être humain.
L'éclair peut être défini comme la manifestation lumineuse de la foudre. Quand la charge du nuage est
suffisamment importante pour que le champ électrique dépasse la résistance locale de l'atmosphère, l'éclair
jaillit.
On peut recevoir la foudre de différentes façons :
- Le coup de foudre direct (ciel-sol) ;
- Électrisation par contact si l’on touche un corps qui reçoit la foudre ;
- Le foudroiement par tension de pas: l'éclair frappe un point du sol et le courant se répartit dans le sol,
dans toutes les directions. Plus la résistivité du sol est importante (roche, eau, terre), plus les courants
sont intenses et se propagent loin.
Problématique
C’est le foudroiement par tension de pas qui est à l’origine de la mort de beaucoup de bovins. Pourquoi
le foudroiement par tension de pas est-il plus fatal pour les bovins que pour les hommes ?
II) Quelques définitions
1) Potentiel électrique : c’est une grandeur, exprimée en volt (symbole V), définissant l'état électrique
d'un point de l'espace.
2) Tension électrique : une tension électrique exprime la différence de potentiel électrique entre 2 points
d'un circuit. On l’exprime en volt et on la mesure avec un voltmètre.
Exemple : entre les points M et N, on a : UMN = VM-VN
Si l’on choisit un potentiel nul en un point relié à la borne COM du voltmètre, la tension affichée sera égale au
potentiel électrique du point relié à la borne V.
3) Surface équipotentielle : ensemble de points qui possèdent le même potentiel électrique.