Porteur de charge

[Lechero]

Bonjour à tous,

j'ai un énoncé de physique (en PTSI) qui me bloque un peu, pouvez-vous me dire si c'est juste ?

Une section S de cuivre de 2.5mm² est parcourue par un courant de 8A.
1) Combien d'électrons vont traverser une section de ce fil pendant une seconde ?

Là, j'ai utilisé la relation et j'ai trouvé dq = 8 * 1 = 8C
Il y a donc 8 électrons qui vont traverser une section de ce fil pendant 1 seconde. Est-ce juste ?

2) Dans quelle longueur L de fil ces électrons mobiles étaient-ils contenus, sachant que chaque atome de cuivre libère un électron ?
Données : Masse molaire du cuivre : M_Cu = 63.5 g.mol^-1, Charge d'un électron : 1.6*10^-19C, Masse volumique du cuivre = 9.10³ kg.m^-3, Nombre d’Avogadro Na = 6.02.1023 mol^-1

Je sais qu'il y a donc 9000kg de cuivre par unité de volume, et 63.5g de cuivre par mole.
Je connais la relation , mais je ne sais pas comment procéder avec ces informations (je crois que L représente le v.dt).

Pouvez-vous m'aider ?
Merci d'avance !
-----

[LPFR]

Bonjour.
1 - Noooooooooooooooooooooooooon!
Quelle est la charge d'un électron? Elle n'est pas égale à un coulomb. Combien d'électrons faut-il pour avoir une charge totale de 1 C?
2 - Une fois le nombre correct d'électrons trouvé, il faut trouver la masse d'un nombre égal d'atomes de cuivre. Pour cela calculez la fraction de mole que ce nombre d'atomes représente. Combien de molécules y a-t-il dans une mole? (Avogadro?). Calculez la masse de cette fraction de mole.
Puis, calculez le volume de cuivre que ça représente. Puis la longueur de câble de cuivre que ce volume prend.
Au revoir.

[calculair]

bonjour
Avant de ce preoccuper de la question 2, il faut corriger la question N°1

La raisonnmnt debute bien....mais se termine mal...
Dans la formule I = dQ/dt

Lunité de I est bien l'Ampère
L'unité de t st bien ds Secondes

L'unité de charge Q sont des Coulombs

La charge 1 electron c'est beaucoup moins de 1 coulomb !!!!!!

[calculair]

bonjour LPFR

Nos reponses se sont croisées et nous sommes du mêm avis J'espère que Lechero fera une synthèse de nos reponses. Il a peut être voulu aller un peu trop vite....

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour Calculair.
La synthèse ne sera pas difficile puisque nous lui donnons les mêmes indications.
Cordialement,

[Lechero]

Bonjour, et merci des réponses !

La charge d'un électron est de 1.6.10^-19C. Donc je pense qu'il faut faire I*dt = 8C, et je divise 8 par 1.6*10^-19 pour trouver le nombre d'électrons ?

[LPFR]

Re.
Oui. C'est ça.
A+

[Lechero]

Merci
En fait c'était 10A, et non 8, mais bon, c'est pas ça le plus important ^^

Par contre, je n'ai pas compris pour la question 2...

Ce que j'ai fais :
Posons m=1g.
n = m/M = 1/63.5 = 0.016 mol de cuivre
V = m/ = 1/9000000 = 1,11.10^-7
Nbre d'atomes : n.Na = 0.016*6,02.10²³ = 9,63.10²¹ atomes

Et là, je suis bloqué ...

[kalish]

ben combien d'électrons par atomes?

[albanxiii]

Bonjour,

ben combien d'électrons par atomes?

Une précision : électrons de conduction.... sinon Lechero risque la confusion à nouveau.

[kalish]

effectivement, je débute en pédagogie.

[Lechero]

Bonjour,

ce que j'ai fais est-il utile ?

Pour le nombre d'électrons par atome, je ne vois pas du tout, ni en quoi ça peut nous être utile....

[LPFR]

Bonjour.

...
Pour le nombre d'électrons par atome, je ne vois pas du tout, ni en quoi ça peut nous être utile....

Relisez l'énoncé:

... sachant que chaque atome de cuivre libère un électron ?
...

Si vous connaissez le nombre d'électrons de conduction, vous connaissez le nombre d'atomes. Et si vous relisez mon premier post, vous pouvez terminer votre problème.
Au revoir.

[Lechero]

Il faut donc que je trouve la masse de 6,25.10¹⁹ atomes de cuivre ?

Pour votre 1er post, je sais que dans une mole d'atomes, il y a 6,02.10²³ atomes (Na).

Mais encore une fois, je ne sais pas du tout comment procéder...

[LPFR]

Re.
Il va falloir que vous fassiez un effort de réflexion.
Vous avez tout ce qu'il vous faut.
A+

[Lechero]

1 mole de Cuivre (6,02.10²³ atomes) = 63.5g, donc 6,25.10¹⁹ atomes de cuivre = 6,5.10^-3g.
Ensuite, 9000000g de cuivre sont contenus dans 1m³, donc 6,5.10^-3g de cuivre sont contenus dans 7,2.10^-10 m³.

Est-ce un bon début ?

[LPFR]

Re.
Oui. C'est bon. Et ce serait encore mieux si, au lieu de "châtrer" le résultat des calculs, vous vous limitiez à les arrondir. 6,59 ne s'arrondit pas à 6,5.

Maintenant que vous avez le volume, calculez la longueur d'un cylindre ou un parallélépipède de 2,5 mm² de section qui a ce volume.

Et revenez à l'énoncé pour comprendre ce que vous venez de calculer.
A+

[Lechero]

,Je pense que c'est un cylindre (fil de cuivre à mon avis) La formule est V = r²*h, soit 7,2.10^-10 = 3,14 * r² * h
Le r² représente la section non ? Si oui, h = m, ce qui est la longueur recherchée.

[LPFR]

Re.
Non. La section d'un cylindre est pi r² et non r².
Et attention aux unités. Combien de carrés de 1 mm² pouvez-vous dessiner dans un carré de 1 m par 1 m.
A+

[Lechero]

Ah, donc h (la longueur recherchée) vaut V/S ?
Et 1m² = 10⁶ mm² ? Si oui, S = 2,5mm² = 2,5.10^-6 m²

[LPFR]

Oui. C'est ça.

[Lechero]

Ok, merci beaucoup pour le temps que vous avez pris pour m'aider !

Très bonne soirée à vous et à bientôt !

[Theophane]

Là, j'ai utilisé la relation et j'ai trouvé dq = 8 * 1 = 8C
Il y a donc 8 électrons qui vont traverser une section de ce fil pendant 1 seconde. Est-ce juste ?

Bonjour,
je sais que tu as résolu cet exercice, et ce que je vais dire va peut-être te paraitre du pinaillage mais il y a là un point important à comprendre qui me gène.
donne une intensité instantanée. Il s'agit d'une dérivée mathématique. Partant de cette formule, il s'agit d'un abus de mettre dt à 1s.

C'est la même différence entre vitesse moyenne et vitesse instantanée. La vitesse moyenne, c'est , la vitesse instantanée, c'est la dérivée . Je reprends l'explication de ce site :

A propos de vitesse moyenne et de vitesse intantanée : imagine un bref intervalle de temps, aussi bref que tu voudras. Découpe cet intervalle de temps, je l'appelle T,en autant de sous-intervalles que tu voudras . Appelons-les ti.
En imaginons que mon mobile se déplace avec une vitesse différente entre ti et ti+1, quelque soit i. Si le nombre de sous-intervalles devient infini, et donc ti+1 - ti tendant vers 0, je définis la vitesse instantanée de mon mobile entre ti+1 et ti, pour ti+1 - ti tendant vers 0.
Pour calculer la vitesse du mobile sur l'intervalle T, tu vas additionner les vitesses instantanées, dont le nombre tendra vers l'infini: tu vas intégrer les vitesses instantanées pour en faire une vitesse moyenne. C'est la continuité de l'ensemble des réels qui nous permet de faire ce genre de calcul.

Mais tu ne peux pas faire l'opération inverse: sauf à supposer la vitesse instantanée constante, tu ne peux pas déduire la vitesse instantanée du mobile à l'instant t, à partir de sa vitesse moyenne sur T.

On ne définit pas la vitesse en un point mais sur un intervalle, même si l'intervalle devient infiniment petit, car la vitesse est un rapport entre un intervalle de trajectoire et un intervalle de temps, les deux intervalles tendant vers 0.
Une vitesse moyenne n'est pas la même chose qu'une vitesse instantanée, comme ta note moyenne de physique n'est pas la même chose que chacune de tes notes en physique: elle est mathématiquement de nature différente.

Ainsi, quand on donne un courant (moyen) de 8A, il convient d'écrire voire (usuellement, les majuscules en physique traduisent le fait qu'on travaille avec des valeurs moyennes et les minuscules avec des valeurs instantanées), et là, tu peux très bien dire T = 1s donc Q = etc...

Mais partir de la définition , c'est inapproprié de suivre ta démarche. Il faudrait faire, si on voulait partir de là (ce qui est complètement lourd et inutile ici, on est d'accord) : donc, en notant q(t) la quantité de charges ayant traversé la section S à l'instant t et on considérant à qu'à t=0, aucune charge n'a traversé la section . Donc, on bout d'une une seconde, Q1 = i * T(=1s).

A+

[wiwisaidi]

bonjour ,
j ai un énoncé en physique :
combien d electron vont traverser une section(s=2,5 mm^2)parcouru par un courant d'intensité I=10A d un fil de cuivre pendant une seconde ?

[calculair]

Pour répondre

Il faut connaitre la defunition de la quantité d'électricité ou le Coulomb

Connaitre la charge d'un électron

[kalish]

6.25*10^19 électrons.

[f6bes]

bonjour ,
j ai un énoncé en physique :
combien d electron vont traverser une section(s=2,5 mm^2)parcouru par un courant d'intensité I=10A d un fil de cuivre pendant une seconde ?

Bjr à toi,,
Vraiment ça vaut pas le coup que ducros se décracasse !!

Devine ce que j'ai trouvé dans ce fil, dans le message number "one" !
"....Une section S de cuivre de 2.5mm² est parcourue par un courant de 8A.
1) Combien d'électrons vont traverser une section de ce fil pendant une seconde ?..."

Faut tout de meme se bouger un peu !!

A+