Adloun

On enferme un téléphone dans une boîte métallique fermée

Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · physique (première), chapitre 2 — Interactions fondamentales et notion de champ · Du champ au mouvement

Énoncé

On enferme un téléphone dans une boîte métallique fermée : il ne capte plus. C'est la cage de Faraday.

Corrigé

1. S'il subsistait un champ dans le métal, il exercerait une force sur les électrons libres, qui se déplaceraient : l'équilibre serait rompu. À l'équilibre, le champ est donc nul en tout point du métal.<br> 2. Les charges en excès ne peuvent rester dans le volume (elles y créeraient un champ) : elles se répartissent entièrement sur la surface extérieure du conducteur.<br> 3. La carrosserie forme une enveloppe conductrice : les charges apportées par la foudre circulent en surface et le champ reste nul à l'intérieur de l'habitacle. Ce n'est pas la sécurité qui vient des pneus en caoutchouc — c'est la géométrie du conducteur.

Contrôle : le même principe protège les circuits électroniques (blindages) et empêche les ondes de traverser la porte d'un four à micro-ondes, dont la grille est un conducteur troué de mailles petites devant la longueur d'onde.

Piège : penser que la boîte « absorbe » le champ. Elle ne l'absorbe pas : les charges qu'elle porte créent un champ qui compense exactement le champ extérieur à l'intérieur.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.