sol positif ou négatif

[Chalun]

Bonjour,

 

En consultant pas mal de sites au sujet de la foudre, j'ai constaté que le sol était considéré comme chargé positivement ou négativement environ 1 fois sur 2 !

En cas d'orage, je peux supposer que ce sont les nuages qui créent un champ électrique différent suivant les charges du nuage...?

Mai j'aimerais surtout savoir si, en l'absence d'orage le sol est chargé positivement, ou négativement, ou neutre ?

Si quelqu'un pouvait m'indiquer une source scientifique fiable à ce sujet, ce serait l'idéal, car j'aurais éventuellement à argumenter à ce sujet dans le cadre de mon travail.

Merci pour vos réponses.

[mm91]

Bonjour,

 

Ce n'est pas l'une au l'autre des masses (nuages, terres, etc.) qui est "chargée":

mais il y a "charge" lorsqu'il y a différence  (de potentiel) entre les deux.

 

Deux masses conductrices séparées par un isolant n'ont aucune raison, à priori, d'être au même potentiel.

Par exemple deux nuages, ou un nuage et le sol.

 

Mais les frottements et les mouvements (dans un cunimb par exemple) augmentent fortement les chances d'une différence de potentiel électrique.
.
(et à mon avis le sens de ce potentiel n'a que peu d'importance)

IL faut partir de quelques notions d'électrostatique;
par exemple ici:  https://fr.wikipedia.org/wiki/Électrostatique

[Chalun]

Merci pour la réponse, [une seule:-(  ]

 

Il me semble quand même que c'est parce que les masses ont été chargées( par frottement ou autre...),

qu'il y a une différence de potentiel entre elles...?

 

Je comprends que pour vous le sens des potentiels n'aie pas vraiment d'importance, ce qui n'est pas le cas pour moi dans le cadre de ma recherche.

J'ai trouvé quelques informations:

- La terre aurait une charge négative d'environ 10^6 coulombs

- Près de la surface, le champ électrique serait d'environ 100V/m par beau temps

- Il y a une différence de potentiel de 300000V entre le sol et l'électrosphère à 48km

 

Je recherche toujours des sources et des informations pour approfondir ces sujets ...

 

 

[_sb]

Oui, les mouvements et les chocs sont à l'origine du déséquilibre du potentiel électrique engendrant l'éclair.

Ce n'est pas le seul mécanisme, il peut y avoir ionisation de certaines molécules par différents vecteurs (rayonnement solaire / cosmique, conductance, etc).

Il y a l'influence électrostatique ; lors d'un orage, le sol est généralement positif avec une large zone basse du Cb négative.

Enfin, vous pouvez effectivement regarder vers les phénomènes en haute atmosphère. Une première introduction peut être trouvée sur le site de l'ESA : http://www.esa.int/Space_in_Member_States/France/Chasse_aux_sylphes_et_aux_elfes_sur_l_ISS

Modifié 2 janvier 2020 par _sb

[Damien49]

Citation

La terre aurait une charge négative d'environ 10^6 coulombs

 

En effet à l'état normal la terre est chargé négativement, c'est à dire qu'elle a un excès d'électrons, en raison du fait qu'elle reçoit en permanence des particules cosmiques chargés négativement en provenance de l'espace et en raison de la radioactivité naturelle de la Terre (radon notamment).

 

Citation

Près de la surface, le champ électrique serait d'environ 100V/m par beau temps

 

Oui mais le champ électrique en surface reste neutre (heureusement sinon on s'électrocuterait en permanence simplement en respirant ^^), c'est seulement si tu le compares avec l'électrosphère situé en haute atmosphère (ionosphère) que tu trouves cette valeur qui décroit avec l'altitude. Ainsi nos particules radioactives et cosmiques se déplacent dans ce faible champ électrique entre la surface et l'électrosphère. Ce qui répond à ta dernière question.

 

 

[Chalun]

Le 02/01/2020 à 21:14, _sb a dit :

Enfin, vous pouvez effectivement regarder vers les phénomènes en haute atmosphère. Une première introduction peut être trouvée sur le site de l'ESA : http://www.esa.int/Space_in_Member_States/France/Chasse_aux_sylphes_et_aux_elfes_sur_l_ISS

Merci, je ne connaissais pas ces phénomènes

 

Le 06/01/2020 à 13:05, Damien49 a dit :

<<Près de la surface, le champ électrique serait d'environ 100V/m par beau temps>>

Oui mais le champ électrique en surface reste neutre (heureusement sinon on s'électrocuterait en permanence simplement en respirant ^^), c'est seulement si tu le compares avec l'électrosphère situé en haute atmosphère (ionosphère) que tu trouves cette valeur qui décroit avec l'altitude.

 

 

J'ai du mal à comprendre:

- "le champ électrique en surface reste neutre": vous voulez dire que c'est un champ électrostatique ?

- La notion de volt par mètre (V/m)

Si on a 100 V/m cela signifie qu'il y a une ddp de 100 V sur une distance d'un mètre, entre les bras et les pieds par exemple?

Si la distance est d'un km, on aurait donc 100000 V ?

- Pourquoi le champ électrique serait plus faible près de l'électrosphère que près du sol ?

[Damien49]

Non, un champ électrique se mesure par une différence de potentiel entre un point A chargé négativement et un point B chargé positivement, or sur 1m de distance tu n'auras jamais de différence de potentiel dans l'air. Ton 100V/m ne peux donc pas avoir lieu. Il est fictif. Le champ électrique en surface reste donc bien neutre.

 

Il prend uniquement du sens si tu mesures le champ électrique global terrestre entre la surface chargé négativement et l'éléctrosphère chargé positivement situé vers 60-100km d'altitude. Or la force éléctrique d'un champ électrique dépend aussi de la densité de l'air qui le supporte. L'air étant plus dense en surface, la force électrique de ce champ global est donc plus intense en surface.

[Chalun]

Le 07/01/2020 à 19:11, Damien49 a dit :

Non, un champ électrique se mesure par une différence de potentiel entre un point A chargé négativement et un point B chargé positivement,

Oui, évidemment, c'est même la définition...

[Chalun]

Le 07/01/2020 à 19:11, Damien49 a dit :

Or sur 1m de distance tu n'auras jamais de différence de potentiel dans l'air. Ton 100V/m ne peux donc pas avoir lieu. Il est fictif. Le champ électrique en surface reste donc bien neutre.

C'est ce que je ne comprends pas : Dans ce cas, pas de différence de potentiel, donc pas de champ électrique !

S'il y a un champ électrique de 100V/m au niveau du sol, il y a forcément 100V à 1m s'il y a 0V au sol, sinon il n'y a pas de champ électrique.

De même, un champ électrique neutre me paraît assez absurde du fait de sa définition qui est justement basé sur une différence de potentiel ...

[Damien49]

En effet je me suis mal exprimé, je suis désolé. Je répondais à ton analogie entre les bras et les pieds et j'aurais dû dire nul et non neutre.

 

Ton potentiel est nul donc si tu es au contact du sol. Puisque le sol est à 0, tu es aussi à 0. Le haut de ta tête et tes bras pour reprendre ton exemple restent donc à 0, tout comme tes pieds. D'ailleurs autour de toi cela créé un effet de pointe dans le champ électrique atmosphérique, le 100V à 1m devant te contourner, cela resserre le gradient électrique du champ autour de toi.

 

Enfin j'ai fait une autre erreur d'interprétation car j'aurais dû parler d'intensité plutôt que de différence de potentiel pour mettre en avant sa faible occurrence sur nous. Je suis désolé, je me suis en effet emmêlé les pinceaux dans mon explication. Car étant donné la distance avec le sol, l'électrosphère est à +50 kV. Mais vu la faible densité des ions radioactifs et cosmiques, l'air ne risque pas de s'ioniser et de provoquer une décharge électrique, son intensité est très faible, quelques pA/m².  Contrairement à la foudre qui a une forte intensité en très peu de temps sur quelques cm, on a une faible intensité diffusé massivement et lentement.

 

Désolé si ma réponse précédente était un peu confuse, je ne suis pas spécialiste du sujet, bien que j'ai eu l'occasion dans le passé de me poser à peu près les mêmes questions que toi, car cette histoire de champ électrique m'intriguait, j'avais donc fait des recherches sur le sujet moi aussi et je t'ai donc répondu de tête. Donc pour corriger mes messages précédents,  un potentiel nul au sol (et non un champ neutre au sol) et une intensité faible (et non le champ électrique terrestre lui-même qui reste évidemment élevé).

 

PS : recherche à "telluric current" au lieu d'électrosphère dans tes recherches sur google sinon. Et sinon n'hésite pas à poser tes questions sur le forum Physique de Futura-Science, car tu as probablement plus de physicien spécialistes de ce genre de sujets là-bas qu'ici.

 

 

 

 

[Chalun]

Merci Damien pour cette dernière réponse qui me paraît beaucoup plus cohérente.

En fait, je suis en train de faire des recherches sur l'influence réelle ou supposée des valeurs plus ou moins importantes de champs électriques sur le corps humain.

C'est pour cela que j'essaie d'approfondir cette notion d'intensité de champ électrique en V/m

Cependant, le champ terre / atmosphère est statique, et ce sont plus probablement les champs électromagnétiques qui sont susceptibles d'avoir une influence.