En quoi le fonctionnement de la machine de Wimshurst est-il similaire à celui d’un Taser ?

La machine de Wimshurst demeure la première expérience de nos TPE. Elle utilise tout comme le Taser , l’énergie électrique et présente de nombreux points communs avec ce dernier que nous allons devoir discerner.

Tout d’abord, la machine de Wimshurst est une machine électrostatique inventée en 1882 par l'anglais James Wimshurt.
Elle a été utilisée historiquement pour montrer de nombreux phénomènes d'électricité statique ou encore, la production d'ozone (à l'odeur caractéristique) dans un arc électrique. Elle est utilisée dans de nombreuses écoles pour créer des décharges électriques. Cependant , elle est néanmoins inopérationelle dans notre établissement , cause d'un mauvais état.

 

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      Pour créer un arc électrique , cette machine est équipée de deux larges disques ( souvent en verre ) constitués de matériaux isolants et recouverts de secteurs ou languettes métalliques. Les deux disques , durant l’expérience tournent en sens opposé l’un à l’autre dans un plan vertical .Ils constituent les porteurs de charges.

Deux conducteurs en cuivre portant des balais , frottent sur les plateaux.   Les connexions électriques se font à l’aide d’un dispositif de peignes métalliques  qui permettent de récupérer la charge et d’emmagasiner l’énergie ( surtout la tension ) dans les bouteilles à charges ( situées sur le coté ).

Sur les peignes  , les pointes métalliques adéquatement connectées sont reliés à deux sphères disposés à une distance telle qu’un étincelage peut se produire. Ce dispositif est nommé éclateur.

Tout comme un Taser , la machine de Whimshurt présente des pointes métalliques , appelées électrodes qui permettent le passage de l’arc électrique. De plus , cette dernière possède comme cette arme de poing , un dispositif primordial pour créer un arc électrique :

Ce dernier correspond aux  bouteilles à charges pour Whimshurt et au condensateur pour le Taser. Cet appareil est de la plus haute importance pour une décharge électrique et remplit le même rôle  pour le Taser et pour la machine.

Les deux engins présentent donc des points communs extérieurs mais fonctionnent-ils de la même façon ?

 

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La machine de Wimshurt fonctionne selon ce principe : Les secteurs métalliques sont initialement neutres. Lorsque les plateaux commencent à tourner , les languettes vont effectuer un déplacement et atteindre les balais métalliques ; qui vont ensuite capter ou céder des charges électriques vers les pastilles métalliques sous l’influence de la charge électriques des languettes situés de manière parallèle sur l’autre disque.

Les peignes métalliques vont récupérer ces charges et créer une différence de potentiel nécessaire à la production d’électricité.  De cette manière la machine va se charger , la tension va augmenter bien que le courant demeure très faible.

Les charges positives et négatives qui sont captées par les peignes collecteurs vont etre envoyées vers les condensateur qui  accumulent les charges pour passer le champ disruptif de l’air ( expliqué ultérieurement ).

Une fois cette valeur atteinte , c'est-à-dire l’obtention d’ une tension assez forte , les électrons vont se précipiter de l’électrode négative à l’électrode positive et ainsi engendrer la création d’un arc électrique formé au niveau des boules de l’éclateur.

Les condensateurs reviennent à un niveau neutre , jusqu’à ce que les plateaux ramènent de nouvelles charges qui vont recommencer le cycle.

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Le principe de la machine de Wimshurt rejoint dans les grandes lignes celui du Taser. Certes , ce dernier ne présente pas  deux plateaux circulaires , mais doit lui aussi créer une différence de potentiel entre ces deux électrodes afin de créer un courant électrique. De plus , il utilise un condensateur , tout comme la machine décrite afin d’accumuler le courant sans quoi la création d’un arc est impossible.

Pour imager cette partie , nous avons intégré à notre site une vidéo de cette machine de Wimshurst en utilisation. Cette vidéo a été trouvée sur youtube et n'est pas réalisée par notre groupe , n'ayant aucuns moyens d'accéder à la machine ;

  

Partie suivante ;  Dans quelles conditions ce courant électrique peut-il se propager dans le corps ?

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