Un générateur électrostatique est un appareil qui génère des tensions élevées en accumulant progressivement une charge grâce à un courant de faible puissance, qui peut ensuite être stocké pour une utilisation ultérieure. Ces appareils convertissent l’action mécanique en une charge électrique, produisant ce que l’on appelle de l’électricité statique, comme celle générée lorsque vous caressez un chat ou frottez un ballon sur vos cheveux, mais en quantités beaucoup plus importantes. Le premier générateur électrostatique aurait été inventé par Otto von Guericke à la fin du XVIIe siècle.
Les dispositifs de ce type se répartissent généralement en deux catégories : les machines triboélectriques ou à friction et les machines électrostatiques à induction. Les deux types de machines génèrent le même type de courant électrique mais de manières différentes. Le premier générateur électrostatique était une machine à friction, mais des améliorations ultérieures ont introduit des machines plus avancées du type à induction électrostatique.
Les générateurs électrostatiques à friction reposent sur l’effet triboélectrique, qui est la génération d’un faible courant électrique lorsque deux matériaux sont frottés l’un contre l’autre. La première machine avait un globe de soufre en rotation qui accumulait une charge électrostatique en frottant sa main contre lui lorsqu’il tournait. Des recherches ultérieures ont montré que d’autres matériaux, comme le verre, pouvaient également être utilisés.
Les machines à induction électrostatique, également appelées machines à influence, fonctionnent sur le principe de la charge par induction. Grâce à ce processus, un objet chargé peut conférer une charge opposée à un autre objet simplement en étant placé près du deuxième objet. Ce processus est couplé à un certain type d’opération mécanique, comme un disque de verre rotatif, pour ajouter continuellement de la charge à l’objet de stockage.
Un générateur Van de Graff est un générateur électrostatique avancé du type à induction. Certaines des plus grosses machines génératrices d’électricité statique peuvent produire des charges allant jusqu’à 10 millions de volts. Introduit pour la première fois par des chercheurs du MIT en 1929, ce type de générateur électrostatique est le plus connu, étant apparu dans de nombreux films et émissions de télévision en tant que composant populaire dans les laboratoires des savants fous. Ces dispositifs ont cependant une grande valeur scientifique légitime.
Des machines comme le générateur Van de Graff et d’autres générateurs électrostatiques sont courantes dans les environnements d’enseignement et de démonstration, comme les laboratoires de physique ou les musées. Ils sont couramment utilisés pour démontrer les propriétés de l’électricité statique et les phénomènes associés au courant électrique à haute tension. Ils ont également trouvé des utilisations dans les tubes à rayons X et d’autres applications médicales ainsi que dans la recherche en physique, l’industrie et la transformation des aliments.