Electromètre à plateau
Principe :
L'électromètre
à plateaux d'ABRAHAM est un appareil
qui permet la mesure absolue de différences de potentiel.
Il est constitué
par un condensateur plan dont les plaques sont horizontales. La plaque
inférieure est fixe et la plaque supérieure munie d'un anneau de garde est fixée
au bras d'une balance qui est en équilibre quand le condensateur est déchargé.
Les bras de la balance sont égaux.
L'épaisseur du condensateur à l'équilibre
est e.
Deux butées limitent l'amplitude des déplacements.
Quand on applique
une différence de potentiel V entre les deux plateaux, on crée une force verticale
:
F = e0SV2 / 2e2
que l'on équilibre en plaçant des masses marquées dans le plateau de la balance.
Calcul de F : La capacité vaut C = e0S / e,
la charge d'une armature est Q = CV, la densité de charge est s
= Q / S. Le champ vertical (uniforme) E = s/2e0 crée une force verticale F = S.s
E.
Remarque : En pratique, le réglage de l'électromètre est difficile.
En effet si e diminue, la force F augmente et tend à diminuer e : l'équilibre
de cette balance est donc instable.
L'applet
:
Le bouton [Nouveau]
permet de choisir une valeur (aléatoire) de la ddp appliquée entre les plateaux.
Le
curseur vert permet de modifier la masse et d'équilibrer la balance. En utilisant
la formule F = e0SV2 /
2e2, déterminer la valeur de V.
Le bouton [Réponse] permet d'afficher la solution.
Données
numériques :
diamètre de la plaque supérieure du condensateur D = 10 cm
(S = pD2/4) ; e = 1 cm.
e0 = 1/36p109.
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