Une pile électrique comme générateur d'électricité

La charge des atomes

s Nous allons dans ce chapitre, étudier le fonctionnement d'une pile électrique. Elle permet de stocker l'électricité et de la restituer sous forme de courant électrique. Peux-tu me donner des exemples d'objets qui en contiennent ?

s Ben oui, évidemment... La pile d'une montre, la batterie d'un téléphone, la batterie d'une voiture...

s Exact. La pile électrique stock l'électricité sous forme d'atomes qui peuvent être chargés positivement ou négativement. Voici le symbole de ces atomes pour l'animation :

s Un atome neutreUn atome est par défaut à l'état neutre. C'est-à-dire qu'il n'est ni positif, ni négatif, car le nombre de proton (point rouge) et le nombre d'électron (point bleu) sont égaux.

Un atome avec un électron en plusSi l'atome possède un électron en plus, il possède une charge négative et cet électron a la possibilité de se déplacer pour créer un courant électrique.

Un atome avec un électron en moinsEnfin, à l'inverse, si l'atome manque d'un électron, il possède une charge positive et cette charge positive à la propriété d'attirer les électrons pour créer un courant électrique.

s Sur l'écran de l'animation tous les atomes sont neutres ?

Première expérience : la répartition des charges

s Nous allons commencer à travailler sur un seul compartiment, par exemple le compartiment de gauche. Si tu cliques sur un atome, tu pourras changer son état successivement en neutre, négatif, positif, puis neutre à nouveau.

s Uniquement sur le compartiment de gauche ; sélectionne quelques atomes que tu régleras en négatif et sélectionne quelques atomes que tu régleras en positif. Que peux-tu observer ?

s Tiens ! Les électrons se déplacent pour compléter les atomes positifs !

Deuxième expérience : un courant électrique

s Les électrons se répartissent à l'intérieur du compartiment. Mais ce n'est pas suffisant pour créer un courant électrique. Que faut-il donc faire pour que les électrons se déplacent d'un compartiment à un autre ?

s Je suis à court d'idée.

s La réponse est simple : tu disposes des charges négatives sur un des compartiments et des charges positives sur l'autre compartiment. Les charges négatives se déplaceront ainsi du premier compartiment vers le deuxième.

s Oh la belle lampe qui s'allume !

s La lampe s'allume pour te montrer qu'un courant circule. La flèche t'indique le sens du courant. La lettre I est le symbole du courant électrique.

s Mais pourquoi les électrons circulent-t-ils dans le sens inverse de la flèche ? C'est une erreur ?

s Non ce n'est pas une erreur, le courant est dans le sens inverse des électrons :

  • Les électrons se déplacent du négatif vers le positif
  • Le courant se déplace du positif vers le négatif

s Mais c'est stupide. Quel savant a pu décider une chose pareille ?

s Les scientifiques sont innocents. Lorsque les charges électriques ont été découvertes, on ne connaissait pas encore les électrons !

Troisième expérience : la pile longue durée

s Enfin, pour terminer, je te propose une dernière expérience. Essaye de régler les charges des atomes dans les deux compartiments, afin que la lampe reste allumée le plus longtemps possible.