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Michael Faraday
Michael Faraday (1791-1867), physicien et chimiste britannique autodidacte, a découvert l’induction électromagnétique en 1831, principe de tous les générateurs électriques, et les lois de l’électrolyse.
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Fils de forgeron, apprenti relieur, sans formation mathématique, Faraday est devenu l’un des plus grands expérimentateurs de l’histoire. Presque toute l’électricité produite aujourd’hui repose sur le phénomène qu’il a découvert : un aimant qui bouge près d’une bobine y crée un courant. Son idée de « lignes de force » remplissant l’espace a conduit à la notion moderne de champ.
Repères chronologiques
| Date | Événement |
|---|---|
| 22 septembre 1791 | naissance dans une famille pauvre de la secte chrétienne sandemanienne |
| 1805-1812 | apprenti chez un relieur ; lit les livres qu’il relie |
| 1812 | assiste aux conférences de Humphry Davy à la Royal Institution |
| 1813 | devient assistant de Davy ; voyage en Europe avec lui (1813-1815) |
| 1821 | rotation électromagnétique : premier moteur électrique |
| 1823 | liquéfie le chlore |
| 1824 | élu à la Royal Society |
| 1825 | découvre le benzène |
| 1826 | lance les conférences de Noël pour les jeunes, toujours organisées |
| 29 août 1831 | découvre l'induction électromagnétique |
| 1833-1834 | lois de l’électrolyse ; vocabulaire électrode, anode, cathode, ion |
| 1836 | cage de Faraday |
| 1845 | effet Faraday (lumière et magnétisme) ; diamagnétisme |
| 1839-1855 | Experimental Researches in Electricity |
| 1858 | la reine Victoria met une maison à sa disposition à Hampton Court |
| 25 août 1867 | mort à Hampton Court |
Le premier moteur électrique (1821)
Après la découverte d’Ørsted et d'Ampère, Faraday réalise un dispositif où un fil parcouru par un courant tourne en continu autour d’un aimant plongé dans un bain de mercure. C’est la première conversion d’énergie électrique en mouvement continu.
L’induction électromagnétique (1831)
Le 29 août 1831, Faraday enroule deux bobines de fil sur un anneau de fer. Lorsqu’il ferme ou ouvre le circuit de la première, un courant bref apparaît dans la seconde. Quelques semaines plus tard, il montre qu’un aimant introduit dans une bobine y produit un courant, et qu’un disque de cuivre tournant entre les pôles d’un aimant fournit un courant continu : c’est la première dynamo.
L’induction est le principe des alternateurs des centrales, des transformateurs, des plaques à induction et des recharges sans fil. Voir le magnétisme et l'énergie.
Les lois de l’électrolyse (1833-1834)
Faraday montre que la quantité de matière déposée ou libérée à une électrode est proportionnelle à la quantité d’électricité qui traverse la solution, et qu’à quantité d’électricité égale, les masses déposées de différents éléments sont proportionnelles à leurs masses équivalentes. Avec le savant William Whewell, il crée les mots électrode, anode, cathode, électrolyte, ion, anion et cation. Voir l'électrolyse.
La constante de Faraday (environ 96 485 coulombs par mole) mesure la charge d’une mole d’électrons.
Champs et lumière
- Cage de Faraday (1836) : une enceinte conductrice protège son intérieur des champs électriques extérieurs. C’est pourquoi on est protégé de la foudre dans une voiture, grâce à la carrosserie métallique.
- Effet Faraday (1845) : un champ magnétique fait tourner le plan de polarisation de la lumière qui traverse un verre. C’est la première preuve d’un lien entre lumière et électromagnétisme.
- Diamagnétisme : toute matière réagit à un champ magnétique, certaines substances étant faiblement repoussées.
- Lignes de force : Faraday imagine que les actions électriques et magnétiques se propagent par l’espace, le long de lignes qui le remplissent. James Clerk Maxwell traduira cette intuition en équations.
Chimie
Outre le benzène (1825), isolé à partir des résidus du gaz d’éclairage, Faraday liquéfie plusieurs gaz (chlore, dioxyde de carbone, ammoniac), étudie les aciers alliés et les verres optiques, et prépare les premières suspensions d’or colloïdal.
Un savant modeste et vulgarisateur
Faraday refusa, selon ses biographes, d’être anobli, ainsi que la présidence de la Royal Society. Il refusa aussi de participer à la conception d’armes chimiques pour la guerre de Crimée. Ses conférences de Noël pour les jeunes, dont la célèbre Histoire chimique d’une chandelle (1860), sont à l’origine d’une tradition maintenue chaque année par la Royal Institution. L’unité de capacité électrique, le farad, porte son nom.
Questions fréquentes
Qu’a découvert Michael Faraday ?
L’induction électromagnétique (1831), les lois de l’électrolyse (1833-1834), l’effet magnéto-optique dit effet Faraday (1845), le diamagnétisme, et en chimie le benzène (1825).
Faraday a-t-il inventé le moteur électrique ?
Il a construit en 1821 le premier dispositif transformant le courant en rotation continue, ancêtre du moteur électrique, puis en 1831 la première dynamo, ancêtre du générateur.
Qu’est-ce qu’une cage de Faraday ?
Une enceinte en matériau conducteur qui bloque les champs électriques extérieurs. Les charges se répartissent sur la surface et le champ à l’intérieur reste nul.