Et la question à 64 000 $ est-ce que le graphite conduit l’électricité? C’est certainement le cas! La démonstration vidéo l’affiche de manière assez convaincante. Le graphite est un matériau intéressant, un allotrope de carbone (tout comme le diamant). Il affiche les propriétés des métaux et des non-métaux. Cependant, comme un métal, le graphite est un très bon conducteur d’électricité en raison de la mobilité des électrons dans ses coquilles de valence externes.
En examinant quelques principes de base de l’électricité, nous pouvons également voir pourquoi nous faisons frire le crayon. Selon la loi d’Ohm, qui est valable pour la plupart des circuits électriques simples, V = IR où V est la tension appliquée sur le circuit, R est la résistance du circuit et I est la résistance du circuit courant. Parce que le graphite a une faible résistance et une conductivité élevée, il va aspirer un courant important à travers le circuit, et ce courant important chauffera rapidement le graphite en raison du chauffage par frottement lorsque les charges migrent à travers le circuit. Le résultat est une exposition passionnante de graphite brillant et de crayons enflammés.
Si vous avez déjà connecté un fil de cuivre directement aux deux bornes d’une batterie, vous aurez remarqué à quel point le fil devient chaud. Sans quelque chose avec plus de résistance dans le circuit (par exemple, une ampoule) pour réduire le courant, vous allez générer beaucoup de chaleur (et vous allez également user la batterie avant son heure). C’est le cas du circuit dans la vidéo. Si vous ajoutiez une ampoule dans le circuit, le courant baisserait, le fil de carbone ne deviendrait pas si chaud et la démo ne serait pas si dramatique. La démonstration illustre également indirectement le danger d’un » court-circuit. »Ceux-ci existent lorsqu’une résistance dans un circuit est contournée par un fil à faible résistance. Cela peut se produire, par exemple, si l’isolation entourant les fils d’un appareil électroménager s’effiloche. Si les fils se rencontrent, le courant peut contourner l’appareil, créer une branche de résistance extrêmement faible dans vos circuits domestiques et induire un chauffage « ohmique » rapide et donc la possibilité d’un incendie électrique. C’est une bonne chose que nous ayons des disjoncteurs ces jours-ci!
Adam Weiner est l’auteur de Don’t Try This at Home! La physique des films Hollywoodiens.