Bouteille de leyde

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La bouteille de Leyde est l'ancêtre du condensateur. Elle fut réalisée la première fois en 1745 dans la ville de Leyde (ou Leiden) aux Pays-Bas par Pieter van Musschenbroek, Allaman et Cuneus qui essayaient d'électriser l'eau contenue dans une bouteille.

La première application de ce condensateur était de donner des commotions (chocs électriques ou électrisations) au public dans les foires.

Illustration d'une bouteille de Leyde

Description

La bouteille de Leyde est un condensateur formé de deux conducteurs séparés par le verre de la bouteille. Le premier conducteur est généralement constitué d'une électrode supérieure, reliée à des feuilles en étain chiffonnées contenues dans la bouteille par une petite chaîne. Le second conducteur est formé par une feuille métallique enveloppant la bouteille. Les faces intérieures et extérieures stockent une charge électrique égale mais de signe opposé.

La bouteille originale était constituée d'une bouteille en verre recouverte d'une feuille de métal et contenant accidentellement de l'eau impure agissant comme un conducteur, reliée par une chaine à une sphère métallique. L'hypothèse initiale était que l'électricité était stockée dans l'eau. On a découvert ensuite que les charges s'accumulent sur les surfaces en vis à vis, séparées par le verre, formant un diélectrique et que le liquide pouvait être remplacé par des feuilles métalliques reliées à l'électrode par une tige conductrice. Les charges sont stockées à la surface des éléments, à la frontière avec le diélectrique. Plus le diélectrique est fin et donc plus l'espace entre les plaques est mince, plus la charge accumulable à une tension donnée est importante.

Le développement des condensateurs a révélé que les matériaux du diélectrique ne sont pas critiques mais pouvaient influer sur la capacité électrique et limiter les arcs électriques entre les plaques (tension de claquage). Deux plaques séparées par un faible intervalle agissent comme un condensateur, même dans le vide.

Initialement, l'unité de mesure de la capacité était la bouteille, à peu près équivalente à 1 nF.

Histoire

Les Grecs antiques ont employé des boules d'ambre qu'ils ont frotté pour produire des étincelles. C'est l'effet triboélectrique, séparation mécanique de charge dans un diélectrique. Leur travail était nécessaire au développement de la bouteille de Leyde.

Vers 1650, Otto von Guericke a construit un générateur primitif à friction - une boule de soufre tournant à grande vitesse sur un axe. Quand Guericke a posé sa main sur la boule et a tourné l'axe rapidement, une charge d'électricité statique s'est accumulée. En 1745, un autre Allemand, Ewald Jürgen Georg von Kleist, a trouvé une méthode pour stocker cette charge. Il a enroulé une feuille d'argent autour d'une bouteille en verre, et a chargé la feuille à l'aide d'un générateur à friction. Kleist a été convaincu qu'une charge substantielle pourrait être accumulée lorsqu'il a reçu un choc électrique significatif. Cette invention a continué à être connue sous le nom de bouteille de Leyde parce qu'en 1746, Pieter van Musschenbroek de l'université de Leyde, Pays-Bas, fait de manière indépendante la même découverte. Musschenbroek fait connaitre au monde scientifique les propriétés de l'appareil, en conséquence de quoi le dispositif a été baptisé du nom de Leyde, la ville natale de l'université. Daniel Gralath était le premier à combiner plusieurs bouteilles en parallèle dans une "batterie" pour augmenter la capacité totale.

Voir également

• Condensateur
• Électricité
• Machine électrostatique

Liens externes

• Photographies de bouteilles de Leyde

• Portail de l’électricité et de l’électronique