@. Ampère et l'histoire de l'électricité 

Exercice : Pourquoi l'armature externe d'une bouteille de Leyde doit-elle être reliée à la terre pendant la charge ?

Par Christine Blondel et Bertrand Wolff

En supposant que les charges fournies par la machine électrique à l'armature intérieure de la bouteille sont négatives, schématiser dans les deux cas suivants la répartition des charges électriques sur chaque armature.  - Premier cas (fig. 1) : la bouteille de Leyde est posée sur un support isolant.  - Deuxième cas (fig. 2) : son armature externe est reliée à la terre par le corps humain qui est conducteur. Expérience (fig. 3) : que se passe-t-il si l'expérimentateur touche la tige intérieure avec son autre main ? figure 1

figure 2

figure 3

Réponses :

Premier cas :
L'armature extérieure reste électriquement neutre ; l'armature intérieure porte des charges négatives, mais leur densité reste faible du fait des forces de répulsion entre ces charges de même signe.

Deuxième cas :
Des charges négatives (électrons) fuient de l'armature extérieure vers la terre, car elles sont repoussées par les charges de même signe qui affluent vers l'armature intérieure. L'armature extérieure porte alors une charge positive. La densité de charges sur chaque armature peut s'élever, du fait de l'attraction mutuelle entre les charges de signes opposés, séparées par la faible épaisseur du verre.

[Pour compléter les figures 1 et 2, en y schématisant les charges, s'inspirer des figures du paragraphe le phénomène d'influence.]

Expérience :
Un bref mais intense courant de décharge traverse l'expérimentateur d'une main à l'autre, rétablissant la neutralité électrique de l'ensemble formé par la bouteille et le corps de l'expérimentateur. Les électrons accumulés en excès sur l'armature interne viennent ainsi compenser le déficit que présentait l'armature externe.