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Qui a été le pionnier qui a découvert l'étincelle électrique ? Des percées de Leibniz à Franklin !
Une étincelle électrique est une décharge électrique soudaine qui se produit lorsqu'un champ électrique suffisamment élevé crée un chemin conducteur ionisé. Ce phénomène est courant dans l'air ou d'autres gaz. Lorsque le champ électrique appliqué dépasse la résistance au claquage diélectrique du milieu, une étincelle électrique est générée. Cette lumière brillante est accompagnée d'une décharge et s'accompagne d'un crépitement net, sans aucun doute impressionnant. L’étude des étincelles électriques ne fait pas seulement partie de la physique, mais aussi un voyage de l’humanité explorant les mystères de l’électricité.
L'histoire des étincelles électriques
L'histoire des étincelles électriques remonte au 17ème siècle. En 1671, le philosophe et mathématicien allemand Leibniz découvrit que les étincelles étaient liées aux phénomènes électriques. Plus tard, en 1708, Samuel Wall mena des expériences pour produire des étincelles en frottant l'ambre. Le temps passa jusqu'en 1752, Thomas-François Dalibald, sous la direction de Benjamin Franklin, demanda à un cavalier français à la retraite, Coffier, de collecter le tonnerre et les éclairs, prouvant ainsi la similitude entre le tonnerre et l'électricité.
Dans la célèbre expérience de cerf-volant de Franklin, il a réussi à extraire des étincelles des nuages lors d'un orage.
Application de l'étincelle électrique
Source d'allumage
Les étincelles électriques sont largement utilisées dans la bougie d'allumage des moteurs à combustion interne à essence pour enflammer le mélange de carburant et d'air via un arc électrique. Au cours de ce processus, une étincelle électrique se produit entre l'électrode centrale isolée et la borne de terre. De plus, les allumeurs à flamme utilisent une étincelle électrique pour démarrer la combustion sur certains poêles et cuisinières à gaz, remplaçant ainsi une veilleuse.
Communication sans fil
L'émetteur à éclateur utilise l'éclateur pour générer un rayonnement électromagnétique radiofréquence et peut être utilisé comme émetteur pour les communications sans fil. Cet appareil a été largement utilisé aux débuts de la radio entre 1887 et 1916, lorsqu'il a été remplacé par des systèmes à tubes à vide.
Traitement des métaux
Dans le traitement des métaux, les étincelles électriques sont utilisées dans diverses techniques, notamment l'usinage par électroérosion (EDM), une méthode d'usinage qui utilise la décharge par étincelle pour retirer de la matière d'une pièce. De plus, le frittage plasma par étincelle (SPS) est une technologie de frittage qui utilise un courant continu pulsé à travers des poudres conductrices.
Analyse chimique
La lumière produite par des étincelles électriques peut être utilisée en spectroscopie d'émission d'étincelles. Les lasers pulsés à haute énergie peuvent également être utilisés pour générer des étincelles électriques, une technique appelée spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS). De plus, la décharge par étincelle peut également être utilisée pour la génération d’ions en spectrométrie de masse.
Dommage potentiel
Bien que les étincelles électriques soient largement utilisées, elles présentent également des dangers potentiels. Les étincelles électriques peuvent enflammer des matières inflammables telles que des liquides, des gaz et des vapeurs. Même une petite décharge électrostatique peut suffire à provoquer un accident, ce qui fait que les étincelles doivent être pleinement prises en compte et contrôlées dans les environnements industriels.
Les étincelles à tension plus élevée ont la capacité de sauter sur de plus grandes distances et peuvent provoquer des décharges plus violentes.
De plus, lorsque le corps humain entre en contact avec de l'électricité statique à haute tension ou des sources d'alimentation à haute tension, des étincelles électriques peuvent provoquer de graves brûlures ou d'autres blessures physiques. Par conséquent, lors de l’application de la technologie EDM, des mesures de sécurité appropriées doivent être prises pour réduire les risques potentiels.
Conclusion
Des premières découvertes de Leibniz aux expériences importantes de Franklin, la découverte et l'application des étincelles électriques ont non seulement démontré le charme de l'électricité, mais ont également jeté les bases du développement de la science et de la technologie modernes. Aujourd'hui, nous pouvons encore voir des étincelles électriques dans divers équipements, ce qui incite les gens à réfléchir : quelles nouvelles avancées et applications les étincelles électriques apporteront-elles dans le futur domaine de la science et de la technologie ?
