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( Peut-être que tu auras du mal à comprendre toutes les explications que nous donnons. Nous essayons de rester simples, mais il faut aussi que nous soyons complets et que nous ne disions pas trop de bêtises. Alors si quelque chose n'est pas clair, n'hésite pas à nous écrire pour demander des précisions ou imprime cette page et demande de l'aide à un adulte).
Nous avons parlé dans une précédente expérience (voir "Poivre? Vole!") des électrons, qui sont de minuscules particules électriques qui tournent autour des noyaux des atomes. Nous y avons vu que dans certaines matières, ces électrons peuvent se déplacer facilement, dans d'autres plus difficilement, dans d'autres encore pas du tout.
Dans les métaux, des électrons tout à fait libres peuvent se déplacer sans aucun problème, et le courant électrique qui passe dans les fils que tu branches sur ta pile n'est rien d'autre qu'un courant d'électrons qui se déplacent d'une lame à l'autre de la pile.
Un certain James Prescott Joule, physicien anglais du siècle dernier, a étudié la chaleur dégagée par les courants électriques dans les matières qui conduisent le courant.
Les électrons dans les métaux bougent dans tous les sens, ils n'arrêtent pas de remuer! Quand on relie les deux lames de la pile par un métal (par exemple le fil de cuivre), ces électrons se mettent tous à se déplacer en masse.
Mais ce mouvement n'est pas facile. Imagine une foule de personnes qui se mettent à courir toutes ensemble dans un couloir encombré d'objets divers : ça frotte, ça se bouscule, ça se cogne de partout!Dans le métal, nos électrons n'arrêtent pas de se cogner avec les autres particules métalliques, et ils leur transmettent comme ça une partie de l'énergie de leur mouvement. Cette énergie, que l'on appelle énergie cinétique, est alors transformée en énergie calorifique (en chaleur).
Cet effet est appelé effet Joule.
La paille de fer est constituée de fils métalliques très fins. La bousculade y est encore plus grande que dans le fil de cuivre que tu as branché sur la pile : ça chauffe très fort!
En fait, ça chauffe tellement fort que ça finit par faire rougir et fondre la paille de fer!
La connaissance de cet effet Joule a de l'intérêt, par exemple pour éviter des accidents dans les maisons : as-tu déjà entendu tes parents dire que les plombs, ou les fusibles avaient sauté? En fait, il s'agit de petits morceaux de métal, placés dans les circuits électriques de la maison, qui vont chauffer et fondre plus vite que le reste de l'installation si l'intensité du courant devient trop forte. Comme ça le courant ne passe plus, et on évite de brûler la maison. Pratique, non?
Un grand merci donc à James Prescott pour le travail qu'il évite aux pompiers, et pour le plaisir d'expérimenter qu'il nous a offert aujourd'hui!
