La tension est-elle en kilovolts ?

Non : sur le graphe, le modèle est relatif, avec un seuil de claquage réglable. Les vrais générateurs de Van de Graaff peuvent atteindre le mégavolt ; respectez toujours les règles de sécurité en haute tension.

Pourquoi augmenter le rayon du dôme abaisse-t-il la tension à charge égale ?

Avec la relation simple utilisée ici, C ∝ R, une plus grande capacité donne une plus petite tension pour la même charge emmagasinée. Cela rejoint l’idée qualitative que les gros conducteurs « tiennent » la charge avec un champ de surface plus faible, à charge égale.

Générateur de Van de Graaff

La courroie charge le dôme ; V = Q/C ; étincelle schématique vers la terre lorsque le seuil de claquage est dépassé.

Graphiques

À propos du modèle

Le générateur de Van de Graaff, ici en schéma, transporte la charge par une courroie jusqu’au dôme, modélisé comme un condensateur de capacité C proportionnelle au rayon (modèle simplifié de la sphère isolée). La tension V = Q/C croît jusqu’à ce qu’un seuil choisi imite le claquage de l’air ; une étincelle brève décharge en partie le dôme, avec une pause pour éviter un redéclenchement immédiat.

Public : Lycée et début de licence en électrostatique ; complète le visualiseur du champ de Coulomb et le jouet « boule à plasma ».

Notions clés

induction électrostatique
champ disruptif
capacité
Van de Graaff
étincelle

Comment ça marche

La courroie de caoutchouc, entraînée par des galets, porte la charge vers le dôme métallique. La charge s’accumule sur le dôme (modèle de condensateur dont la capacité croît avec le rayon) jusqu’à ce que le champ suffise au claquage de l’air — alors une étincelle schématique saute vers l’électrode à la terre et le dôme se décharge en partie.

Formules

dQ/dt = I_courroie − fuite , V = Q/C

C ∝ R (sphère isolée, schéma) · étincelle lorsque V ≥ V_break

Questions fréquentes

La tension est-elle en kilovolts ?: Non : sur le graphe, le modèle est relatif, avec un seuil de claquage réglable. Les vrais générateurs de Van de Graaff peuvent atteindre le mégavolt ; respectez toujours les règles de sécurité en haute tension.
Pourquoi augmenter le rayon du dôme abaisse-t-il la tension à charge égale ?: Avec la relation simple utilisée ici, C ∝ R, une plus grande capacité donne une plus petite tension pour la même charge emmagasinée. Cela rejoint l’idée qualitative que les gros conducteurs « tiennent » la charge avec un champ de surface plus faible, à charge égale.

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