Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
F

forces électrostatiques (suite)

• Fluide diélectrique. La force par unité de volume est

q étant la densité de charge (charge spatiale), ρ la masse spécifique, la permittivité. Le second terme correspond à une variation de pression

Ce phénomène est l’électrostriction, dû à ce que les molécules polarisées s’attirent entre elles. Le troisième terme résulte des variations de constante diélectrique ; il intervient si le fluide a une surface libre ou une température non uniforme.

• Électrostriction des solides. Lorsqu’un solide isolant est soumis à un champ électrostatique, ses molécules polarisées s’attirent, et son volume diminue très légèrement. Cet effet est le plus souvent sans aucune importance. Cependant, si les dimensions du solide étaient maintenues absolument constantes, il exercerait sur ses liaisons des efforts notables parce que son module d’élasticité est généralement grand. L’électrostriction permet de créer des pressions importantes (kg/cm2) si le déplacement de la surface d’application est très petit.


Exemples et applications

• Les poussières, gouttelettes de peinture — grains de matière plastique que l’on précipite par voie électrostatique — ont une charge Q dépendant du procédé employé. Si elles passent dans un champ ionisé d’intensité Ei (cas le plus fréquent),

pour une sphérule de rayon a. Ei et E ont des intensités de l’ordre de quelques kV/cm dans l’air ; la vitesse de précipitation est alors de quelques cm/s à quelques dizaines de cm/s.

• La traction joue un grand rôle dans le comportement des liquides conducteurs. Si elle est supérieure à la pression capillaire ( pour une sphère de rayon R, A étant la tension superficielle), la configuration du liquide est instable, et il tend à se diviser en filets ou en gouttelettes. C’est la pulvérisation électrostatique, mise à profit pour la peinture, etc. Le même phénomène est observé sur les gouttes de pluie qui adhèrent à une ligne à haute tension, et dont la forme conique favorise les pertes par ionisation.

• On observe aisément l’effet d’orientation du champ sur les poils, fibres textiles, flocks, etc. Il est mis à profit dans le « flockage », implantation de fibres courtes sur un support encollé (effet de velours). Dans ce cas, les fibres portent une charge non nulle qui permet leur transfert vers le support par la force

• Cette force est observée sur des poudres ou grains de grande permittivité (oxyde de titane) présentés à une petite sphère électrisée qui donne un champ à gradient important. Ils sont attirés, mais, si le champ est suffisant pour causer une ionisation de l’air, ils prennent une charge Q du même signe que la sphère et sont alors repoussés par la force

• La force apparaît dans un liquide isolant lorsqu’une électrode pointue introduit des charges spatiales, causant des mouvements tourbillonnaires parfois très violents. Ce phénomène intervient fréquemment dans la conduction et le claquage des liquides. Il est mis à profit dans les pompes « ioniques », qui permettent de faire circuler un liquide isolant sans aucun organe mobile. Le terme intervient lorsque la surface libre d’un liquide se trouve dans un champ électrique. La pression diminue dans le liquide, qui tend à monter et à occuper les régions où le champ est intense.

• L’électrostriction est très importante dans les solides à grande permittivité comme les céramiques au titane. Elle est utilisée dans les générateurs d’ultrasons, une plaquette diélectrique pouvant vibrer à une fréquence très élevée sous l’action d’une tension alternative.

N. F.

Ford (les)

Famille d’industriels américains.



Henry Ford
(près de Dearborn, Michigan, 1863 - Dearborn 1947)

Né dans une famille aisée d’origine irlandaise qui ne lui marchande pas l’instruction, il est toutefois le type même du « self-made man » américain, plus riche d’expériences pratiques accumulées que de connaissances livresques. Tout enfant, l’horlogerie l’attire et il songe même à produire en série des horloges à prix réduit, projet qui n’aboutit pas parce que la maison Waterbury inonde le marché de ses produits similaires. À l’âge de seize ans, il vient à Detroit, où il trouve un emploi à la Dry Dock Engine Co., qui construit des moteurs marins, puis à la Westinghouse Portable Steam Engine, où on lui confie le soin d’adapter des petits moteurs à vapeur de 10 à 20 ch à des tracteurs agricoles, dont il va enseigner l’usage et l’entretien aux fermiers. De retour au foyer paternel, il essaye de construire une véritable locomotive apte aux travaux agraires, mais il doit y renoncer faute de trouver une chaudière capable de lui procurer la pression nécessaire. Son père lui cède quelques acres de terre en toute propriété, espérant, ainsi, l’attacher à la vie des champs, mais le jeune Henry n’en a cure et il retourne à Detroit. On l’engage à la Buckeye Harvester Co., qui fabrique et entretient des moteurs à vapeur destinés aux usages ruraux. En 1887, il retourne au pays natal, pour y épouser Clara Bryant, native de Greenfield, en l’honneur de qui il construit, de ses mains, un fort joli « home » où il prévoit un atelier de mécanique, d’où devait sortir, en 1889, la première voiture Ford, dont la durée fut éphémère. Il s’agit d’un buggy hippomobile, mû par un moteur monocylindrique à vapeur, avec transmission par courroie et différentiel dans les roues arrière. Mais la pression de sa petite chaudière est insuffisante, et il renonce à son projet pour retourner à Detroit, où il entre comme ingénieur à la Edison Illuminating Company, mais il n’abandonne pas ses expériences. En 1892, il entreprend la construction d’un quadricycle mû par un moteur à deux cylindres, à quatre temps, à essence, refroidi par l’eau, avec transmission par courroie et différentiel. Au prix d’un travail forcené, il l’achève en 1893 et, aux essais, il atteint des vitesses de 40 à 50 km/h. Malheureusement, il n’a pas prévu de marche arrière, ce qui pose un sérieux problème de conduite. Deux ans plus tard, il revient à un modèle similaire, mais avec un moteur plus puissant et une marche arrière. Achevé en 1898, ce quadricycle lui donne satisfaction, au point qu’il se dégage de toute obligation et décide de se consacrer, désormais, à la fabrication des automobiles. Une première société est formée, la Détroit Automobile Company, dont Henry Ford est l’ingénieur en chef. Tout l’actif passe dans les travaux d’étude préliminaires : en 1901, l’entreprise est rachetée par deux artisans spécialisés dans la construction des machines-outils et qui, par la suite, lanceront la marque Cadillac. Henry Ford ne les suit pas. En 1902, il est libre et il trouve un animateur qui va s’employer à réaliser la Ford Motor Company, constituée en 1903, au capital de 100 000 $ répartis entre treize actionnaires, dont Henry Ford, inscrit pour la somme de 25 000 $. Les douze autres feront, finalement, une excellente affaire, lorsque leurs parts seront rachetées au prix fort.