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Charges électriques
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L'électromagnétisme se concentre sur la propriété des particules que nous appelons charge électrique. Cette charge peut être positive ou négative et est généralement un multiple entier d'une unité fondamentale de charge, qui correspond à la charge de l'électron.
ID:(822, 0)
Bar après séparation du conducteur
Concept
Si le corps chargé est séparé, la répulsion entre charges identiques entraîne leur distribution sur la surface du conducteur :
Pour que cela se produise, il est nécessaire que les charges puissent se déplacer à l'intérieur du corps. Stephen Gray [1] a identifié ce type de matériau, indiquant qu'ils sont des conducteurs de charges électriques. D'autre part, il a également identifié des matériaux où ce déplacement n'existe pas, les décrivant comme des isolants.
[1] "Documented experiments - not a formal paper" (Expériences documentées, pas un article formel), Stephen Gray, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1729-1730
ID:(1902, 0)
Barre en contact avec le conducteur
Concept
Lorsqu'un corps chargé est approché d'un conducteur, ce dernier se polarise, rapprochant les charges opposées du corps chargé. Lors du contact, les charges se transfèrent, neutralisant une partie des charges du corps chargé et laissant un excédent de charges sur le conducteur :
Ce phénomène est également associé au fait que les charges de même signe (positives ou négatives) se repoussent, tandis que les charges de signe opposé s'attirent. Ce principe a été introduit par Charles-Augustin de Coulomb [1] dans son étude des forces entre charges électriques.
[1] "Premier Mémoire sur lÉlectricité et le Magnétisme", Charles-Augustin de Coulomb, Académie Royale des Sciences à Paris, 1785.
ID:(1901, 0)
Exemple de conservation de charge
Image
Un exemple classique de conservation de la charge se produit lorsqu'un photon dans un rayon gamma génère une paire de particules composée d'un électron et d'un positron. Le photon original n'a pas de charge, tandis que l'électron possède une charge de -1.6e-19 Coulombs (négative) et le positron, qui est le contrepartie d'antimatière de l'électron, porte une charge de +1.6e-19 Coulombs (positive).
Ce phénomène pouvait être observé dans les anciennes chambres à brouillard utilisées par les physiciens pour étudier les particules :
Dans ces chambres, les particules induisent la condensation dans la vapeur d'eau saturée, laissant des traces visibles. Comme la chambre est placée dans un champ magnétique, les charges électriques sont déviées, créant des images en spirale. Ayant des charges opposées, une particule tourne dans une direction tandis que l'autre tourne dans la direction opposée.
ID:(11362, 0)
Nombre d'électrons
Concept
L'électron a été découvert par J.J. Thomson [1,2], qui a également déterminé sa charge, $e$, qui est égale à $-1.6\times 10^{-19}C$. Par conséquent, le nombre d'électrons ($n_e$) peut être déterminé à partir de a charge de tous les électrons ($Q_e$) divisé par a charge électronique ($e$), ce qui donne :
| $ n_e =\displaystyle\frac{ Q_e }{ e }$ |
[1] "Cathode Rays" (Rayons cathodiques), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897
[2] "On the Charge of Electricity Carried by the Ions Produced by Röntgen Rays" (Sur la charge électrique transportée par les ions produits par les rayons Röntgen), J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897
ID:(15777, 0)
Nombre d'ions
Concept
Svante Arrhenius, dans sa thèse de doctorat [1], a postulé qu'il existe des particules avec des charges multiples de l'électron, connues sous le nom d'ions. Par conséquent, leur nombre dépend de la charge totale et du multiple de la charge de l'électron. Ainsi, le nombre d'ions de type k ($n_{i,k}$) est calculé à partir de a charge des ions i ($Q_i$) divisé par la charge de chaque ion, qui est a charge électronique ($e$), multiplié par a valence ($z$) :
| $ n_{i,k} =\displaystyle\frac{ Q_{i,k} }{ z_k e }$ |
[1] "Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes" (Recherche sur la conductivité galvanique des électrolytes), Svante Arrhenius, Thèse de doctorat, 1884
ID:(15776, 0)
Charge totale
Concept
A charge ($Q$) total peut être calculé en additionnant le nombre d'électrons ($n_e$) multiplié par a charge électronique ($e$) et la somme de le nombre d'ions de type k ($n_{i,k}$) multiplié par a valence ($z$), ce nombre étant ensuite multiplié par a charge électronique ($e$) :
| $ Q = n_e e + \displaystyle\sum_k n_{i,k} z_k e $ |
Comme les charges opposées se compensent, il n'est pas possible de déterminer le nombre total de charges, ni combien d'entre elles sont positives ou négatives.
ID:(15778, 0)
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à 
Calculs
Calculs
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Cible : Équation À utiliser 
Équations
$ n_e =\displaystyle\frac{ Q_e }{ e }$
n_e = Q_e / e
$ n_{i,k} =\displaystyle\frac{ Q_{i,k} }{ z_k e }$
n_ik = Q_ik /( z_k * e )
$ Q = n_e e + \displaystyle\sum_k n_{i,k} z_k e $
Q = n_e * e + @SUM( n_ik * z_k , k )* e
ID:(15322, 0)
Nombre d'électrons
Équation
Le nombre d'électrons ($n_e$) peut être déterminé à partir de a charge de tous les électrons ($Q_e$) divisé par a charge électronique ($e$), ce qui donne :
| $ n_e =\displaystyle\frac{ Q_e }{ e }$ |
ID:(3211, 0)
Nombre d'ions
Équation
Le nombre d'ions de type k ($n_{i,k}$) est calculé à partir de a charge des ions i ($Q_i$) divisé par la charge de chaque ion, qui est a charge électronique ($e$), multiplié par a valence ($z$) :
| $ n_{i,k} =\displaystyle\frac{ Q_{i,k} }{ z_k e }$ |
ID:(15774, 0)
Charge totale
Équation
A charge ($Q$) total peut être calculé en ajoutant le nombre d'électrons ($n_e$) multiplié par a charge électronique ($e$) et la somme de le nombre d'ions de type k ($n_{i,k}$) multipliée par a valence ($z$), si ce nombre est multiplié par a charge électronique ($e$) :
| $ Q = n_e e + \displaystyle\sum_k n_{i,k} z_k e $ |
ID:(15775, 0)