Charges électrostatiques

Les charges électrostatiques font partie de notre vie. Impossible ? Pourtant, il est arrivé à tout le monde, tôt ou tard, de recevoir un petit choc : cela arrive en touchant un objet, en frôlant une personne, en sortant d’une voiture. Ce que tout le monde ne sait pas, c’est que l’accumulation d’électricité statique est responsable de ce phénomène courant. Les charges électrostatiques se forment en raison du phénomène d’électrification : ce qui se passe, en d’autres termes, lorsqu’une charge électrique est ajoutée à un corps qui est initialement non chargé, c’est-à-dire neutre.

L’électrostatique est un domaine de l’électromagnétisme qui s’occupe d’étudier le fonctionnement des charges électriques responsables de la génération du champ électrostatique. Dès le Vème siècle av. J.-C, à l’époque de Thalès, le phénomène de l’ainsi dite électrification d’un corps était connu.

Deux typologies différentes de charges électriques peuvent être distinguées : les positives et les négatives. Comme la célèbre loi de Coulomb exprime, des charges ayant le même signe se repoussent, alors que celles avec signe opposé s’attirent entre eux. Les atomes sont électriquement sans charge car ils contiennent le même nombre de protons (positifs) et d’électrons (négatifs). Lorsque de l’électrification d’un corps, toutefois, un passage d’électrons d’un corps à l’autre se produit. Le corps recevant des électrons se charge alors négativement, alors que celui qui les cède aura une charge positive car le nombre de protons à son intérieur est plus élevé que les électrons. 

Le phénomène défini électrification d’un corps se produit par des différentes méthodes. Le premier et le plus commun est le frottement. Un corps peut être électrifié aussi par contact, par induction et par compression.
Contrairement aux charges électrostatiques, qui présentent toutes le même comportement, les matières montrent certaines différences importantes. En effet, elles peuvent se répartir en conducteurs et isolants. Dans le premier cas les charges peuvent se déplacer librement à l’intérieur de ces matières. Dans la catégorie des conducteurs l’on peut inclure l’eau, le métal et le corps humain. Dans la deuxième, au contraire, les charges ne peuvent pas traverser la matière. Entre les isolants les plus connus l’on peut nommer la plastique, le bois et le verre.

Les charges électrostatiques causent beaucoup de gênes, notamment l’attraction de la poussière et d’autres matières étrangères. Pendant les phases de transformation la matière adhère aux composants de la machine et l’entreprise est obligée à suspendre la production pour arranger le produit. En outre, les charges électrostatiques peuvent devenir dangereuses en tant qu’elles déclenchent des décharges pouvant être potentiellement nuisibles pour les équipements électriques et électroniques, et provoquer des incendies, des explosions ou des lésions aux personnes.

Pour éviter la formation de ces charges électrostatiques il est nécessaire d’ioniser l’air ambiant autour du corps chargé, en décomposant les atomes de l’air en des ions positifs (noyaux libre) et négatifs (électrons libres). Puisque les charges s’attirent entre eux, comme décrit par la loi de Coulomb, un corps chargé négativement attirera les ions positifs et cédera des ions négatifs jusqu’à devenir neutre, alors que le corps chargé positivement attirera des ions négatifs jusqu’à devenir neutre.