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 (Sur les anciens navires à voiles, on appelait les bouteilles deux petits compartiments, un de chaque côté du tableau arrière servant de toilettes aux officiers du bord.).

La première application de ce condensateur (Un condensateur est un composant électronique ou électrique dont l'intérêt de base est de pouvoir recevoir et rendre une charge électrique, dont la valeur est proportionnelle à la tension....) était de donner des commotions (chocs électriques ou électrisations) au public dans les foires.

Description

La bouteille de Leyde (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...) est un condensateur formé de deux conducteurs séparés par le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué...) 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 mot chaîne peut avoir plusieurs significations :). Le second conducteur est formé par une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds. À l'aisselle de la feuille se trouve un...) métallique enveloppant la bouteille. Les faces intérieures et extérieures stockent une charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.) égale mais de signe opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits...).

La bouteille originale était constituée d'une bouteille en verre recouverte d'une feuille de métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des...) et contenant accidentellement de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) impure agissant comme un conducteur, reliée par une chaine à une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points situés à une même...) métallique. L'hypothèse initiale était que l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...) 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 (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la...) un diélectrique et que le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) pouvait être remplacé par des feuilles métalliques reliées à l'électrode par une tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et rameaux...) conductrice. Les charges sont stockés à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) des éléments, à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les régions et les époques. Entre les pays...) avec le diélectrique. Plus le diélectrique est fin et donc plus l'espace entre les plaques est mince, plus la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou...) accumulable à une Tension (La tension est une force d'extension.) donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.) est importante.

Le développement des condensateurs a révélé que les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) du diélectrique ne sont pas critiques mais pouvaient influer sur la capacité électrique (La capacité représente la quantité de charge électrique stockée pour un potentiel électrique donné. Elle est définie comme étant la somme des charges électriques d'un élément divisé par le potentiel de...) 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 (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.).

Initialement, l'unité de mesure (En physique et en métrologie, les unités sont des étalons pour la mesure de grandeurs physiques qui ont besoin de définitions précises pour...) de la capacité était la bouteille, à peu près équivalent 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 (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou...) 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 (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) tournant à grande vitesse (On distingue :) sur un axe. Quand Guericke a posé sa main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné...) sur la boule et a tourné l'axe rapidement, une charge d'électricité statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :) 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 (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) 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 (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) 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 (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) de Leyde, Pays-Bas, fait de manière indépendante la même découverte. Musschenbroek fait connaitre au monde (Le mot monde peut désigner :) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) les propriétés de l'appareil, en conséquence de quoi le dispositif a été baptisé du nom de Leyde, la ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les...) natale de l'université. Daniel Gralath était le premier à combiner plusieurs bouteilles en parallèle dans une "batterie" pour augmenter la capacité totale.

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