Conducteur et Dielectrique

[invitefd69dbe2]

Helloo a tous,

Une ptite question d'electromag :

A propos de la "localisation" des charges dans un diélectrique. Vous serez tous daccord de dire je l'espere que les charges se deplacent uniquement en surface sur un conducteur, mais si on considere un dielectrique("D.E") comme un mauvais conduteur, biensur je prends le cas ou un "D.E." conduit qd meme un peu, les charges se deplacent t"elle unquement en surface ???

Et d'alleurs pourquoi se deplacent elles en surface sur un condducteur ??? (Physiquement parlans car je dois avoir une demo dans mon cours mais elle n'est pas tres explicite)

Merci a tous
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[deep_turtle]

Vous serez tous daccord de dire je l'espere que les charges se deplacent uniquement en surface sur un conducteur

Heu... bah non... Si on place un conducteur isolé dans un champ électrostatique, les charges se distribuent sur la surface, mais si tu mets un champ électrique variable dans le temps, ou si le conducteur est relié à une source de charges, ce n'est plus vrai. Exemple : un fil électrique.

[invitefd69dbe2]

Ah bon !!! !ben moi qui etais persuadé que les charges etais toujours en surface meme si le conducteur etais parcourut par un courant I !!

dI = j*dS ???

Valable uniquement en electrostatique alors ??

[deep_turtle]

dans la formule que tu indiques, le dS indique un élément de surface perpendiculaire à la densité de courant j. En fait on écrit souvent


où par définition, le vecteur est normal à l'élément de surface qu'on considère. Dans un fil, ce qu'on appelle le courant c'est ce qui passe à travers une section du fil, et donc les vecteurs dS et J sont colinéaires...

Mais le courant circule bien dans tout le fil : la densité de courant j est bien présente dans tout le volume du conducteur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefd69dbe2]

Propriétés des champs dans les metaux :

1) Ro (densité volumique de charge Nul --> les charges sotn surfaciques)


2) "En haute frequence , les courants sont surfaciques (sur une epaisseur dite épaisseur de peau Delta)

Delta = ( 2 / Mu_zero * Gamma * Omega) ^1/2

3) f<< 10^17 Hz --> ||e0 dE/dt|| << ||j conduction|| (derivée partielles) et cette formule je la comprends pas trop d'ailleur Lool j'ai pas fais ça en cours c formulaire ...

[deep_turtle]

2) "En haute frequence , les courants sont surfaciques (sur une epaisseur dite épaisseur de peau Delta)

On est d'accord. Si ton formulaire prend la peine de préciser "en haute fréquence", c'est que cette propriété n'est pas générale. Elle est fausse à basse fréquence, et en particulier quand tu fais passer un courant constant (fréquence nulle)...

[deep_turtle]

Et aussi, parce que c'est peut-être de là que vient ta confusion : le fait que la densité de charge rho soit nulle n'implique absolument pas que le courant soit nul. Dans un fil, il y a des charges positives fixes, des charges négatives en mouvement (donc un courant), mais en tout point tu trouves à chaque instant autant de l'une que de l'autre, si bien que le fil est globalement neutre...

[invitebf65f07b]

salut,
juste une remarque :

si on considere un dielectrique("D.E") comme un mauvais conduteur, biensur je prends le cas ou un "D.E." conduit qd meme un peu

pour information ce que tu définis là est précisément ce qu'on appelle un semi-conducteur, alors si tu veux savoir ce qui ce passe dans ce cas, je te conseil d'aller voir de ce coté là.

[invitefd69dbe2]

Ben je viens d'en parler avec un pote et il confirme que ce qu'on sais pour l'instant en Electrostatique nous laisse penser que (a ce stade) les charges dans un conducteurs, par exmple si on applique a potentiel a une sphere metalique ( mais il me semble que c definis pour les conducteurs dans le cours) il n'y aura pas de densit" volumique de charge parce que celle ci vont se positionnées en surface ...

Je suis en L2 de Physique Maths donc desolé si mon raisonnement reste limité !! et le champ E aura une discontinuité a travers cette surface egale a Sigma/e0 (sigma densité surfacique de charges)

Du coup je sais plus trop quoi penser et pourquoi on nous aurais "cacher" ça ??

Donc si je resume les charges (electrons) se deplacent partout a l'interieur d'un conducteur et ne vont pas se positionner naturelement en surface... plus j'en parle et moins je comprends lol

Si seules les charges libre (e-) se deplacent et quelle sont en surface, la force de coulomb sera tres importante, et donc attirent les charges (e-) vers le centre du materiaux ??

aie aie c le foutoire dans ma tete , le semestre est fini, j'ai passer les partiels et voila que je comence a douter de plein de choses lool , une bonne nuit de sommeil s'impose !!!

[invite143758ee]

Ben je viens d'en parler avec un pote et il confirme que ce qu'on sais pour l'instant en Electrostatique nous laisse penser que (a ce stade) les charges dans un conducteurs, par exmple si on applique a potentiel a une sphere metalique ( mais il me semble que c definis pour les conducteurs dans le cours) il n'y aura pas de densit" volumique de charge parce que celle ci vont se positionnées en surface ...

coucou, , le problème me semble, de parler de conduction(e- e mouvement) dans un problème d'électrostatique(e- statique).
à mon avis, il me paraît en effet très plausible que les é- libres soient attiré vers les potentiels ad hoc et ceci, pour n'importe quel matériaux!
maintenant, en électrocinétique, peut être que on peut se poser la question de savoir si les courant sont surfacique ou pas, mais la MQ me semble compliqué l'affaire à savoir de localiser les électrons.
De plus,il me semble que la formule du courant pour l'électron dépend du gradient de la fonction d'onde, entre autres.
Dans un métal, l'é- est considéré comme libre, et la fonction d'onde a priori ne va rien nous dire d'intéressant sur le courant.
Peut être qu'il faut considérer les impuretés pour voir une influence sur la conductivité, le problème étant qu'il faut utiliser le formalisme de théorie des champs, et la vision du conducteur semble assez différente de la vision classique, une observable restant la conductance,...mais pour la localisation du courant? je ne sais pas.

[deep_turtle]

coucou, , le problème me semble, de parler de conduction(e- e mouvement) dans un problème d'électrostatique(e- statique).

En effet. C'est ce que j'ai essayé de dire dans le message #2, mais surement de façon confuse. Il ne faut pas mélanger les solutions d'lectrostatique avec celles d'électrocinétique.

En électrostatique (les charges étant à l'équilibre, donc) les charges se distribuent en surface, et il n'y a pas de courants.

En électrocinétique (électrons mis en mouvement par un champ extérieur), les courants sont distribués en volume, sauf à haute fréquence, où ils ont plutôt tendance à occuper la surface.

Ceci dit, il faut bien être clair sur ce qu'on entend par "charge". Il s'agit de la charge totale. Même en électrostatique, il y a des charges partout dans le métal, des positives et des négatives. Simplement, en volume, elles sont présentes en nombre égal et la densité de charge est nulle. Ce n'est qu'en surface qu'un excès de l'une ou de l'autre peut apparaître.

[invitefd69dbe2]

Ok merci bcp pour ttes ses explications ça me semble plus clair deja