Courant électrique

[Limonadd]

Bonjour à tous! J'aurais quelque questions à propos du courant électrique:

par exemple si du courant passe dans du cuivre, c'est en fait les atomes de cuivre qui s'échangent leurs électrons entre eux? ou pas du tout?
(si non, comment les électrons se déplacent-ils?)

ensuite comment se fait-il que du courant passe très bien dans du cuivre par exemple et pas dans d'autres matériaux?

autre question:

si par exemple du courant entre dans une résistance, qu'est ce qui en sort? Moins d'électrons?

dernière question:

pourquoi si on branche une batterie directement du + vers le - on obtient un "court-circuit"? Enfin pourquoi est-ce que la batterie surchauffe?
Donc si on met une ampoule entre elle fait un peu office de résistance non? Donc qu'est ce qui change entre le courant qui rentre dans l'ampoule et celui qui en sort? (enfin cette question rejoint peut etre celle d'avant)

Merci!
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[gts2]

par exemple si du courant passe dans du cuivre, c'est en fait les atomes de cuivre qui s'échangent leurs électrons entre eux? ou pas du tout?
(si non, comment les électrons se déplacent-ils?)

ensuite comment se fait-il que du courant passe très bien dans du cuivre par exemple et pas dans d'autres matériaux?

La réponse à la question dépend beaucoup du niveau auquel on se place.
Pour faire (très) simple, on peut considérer que Cu donne facilement Cu2+ + 2e- et on peut donc considérer qu'un morceau de cuivre est un réseau d'ions Cu2+ dans lequel les e- sont "libres". Ce sont ces électrons qui se déplacent.
Les métaux en général obéissent à la même règle, pour ce qui est de la différence entre métaux, cela se complique un peu.

Certains matériaux, disons les polymères, ont uniquement des liaisons covalentes, les e- sont "liés" et ne peuvent se déplacer.

Si par exemple du courant entre dans une résistance, qu'est ce qui en sort? Moins d'électrons?

S'il y a N e- qui entrent à un bout, il en sort N à l'autre bout.

pourquoi si on branche une batterie directement du + vers le - on obtient un "court-circuit"? Enfin pourquoi est-ce que la batterie surchauffe?

Il y a une différence de potentiel aux bornes de la batterie qui a tendance à faire circuler les e- dans une résistance extérieure Re (U=Re I). Un court-circuit revient à faire tendre Re vers 0. La batterie possède une résistance interne Rb, faible, due au déplacement des ions dans la solution, ce qui fait que lorsqu'elle débit, U=e-Rb I, en cas de cc, U=0 et donc Rb I=e et comme Rb est faible I est important et il y a de l'effet Joule.

Donc si on met une ampoule entre elle fait un peu office de résistance non? Donc qu'est ce qui change entre le courant qui rentre dans l'ampoule et celui qui en sort? (enfin cette question rejoint peut être celle d'avant)

Entre l'entrée et la sortie, ce qui change est l'énergie des e- : ils en ont perdu ce qui a permis de faire briller la lampe.

[Opabinia]

Bonjour,

... par exemple si du courant passe dans du cuivre, c'est en fait les atomes de cuivre qui s'échangent leurs électrons entre eux? ou pas du tout?
(si non, comment les électrons se déplacent-ils?) ...

La cohésion du métal est due à la mise en commun des électrons externes de tous les atomes présents: c'est ce qu'on appelle la liaison métallique.
Ces électrons (dits "libres") ne restent pas à proximité d'un atome particulier, mais se déplacent aléatoirement dans tout l'espace occupé par le solide, constamment animés d'un mouvement désordonné d'agitation thermique.
Sous l'action d'un champ électrique, ces particules effectuent un mouvement d'ensemble dont la vitesse est proportionnelle au champ:

v = γ * E .

... comment se fait-il que du courant passe très bien dans du cuivre par exemple et pas dans d'autres matériaux? ...

Dans tout solide métallique ou covalent, les électrons partagés se répartissent sur des niveaux d'énergie très nombreux et très rapprochés, et qui se regroupent en bandes. Il y en a tout au plus 2 par niveau, et ils occupent en priorité les niveaux d'énergie les plus bas.
Dans le cas d'un métal, la dernière bande occupée est incomplète (il s'agit de la "bande de conduction"), de sorte que quelques électrons peuvent sauter aléatoirement sur des niveaux voisins d'énergie supérieure, et se déplacer dans la direction imposée par un champ électrique.
Dans le cas d'un isolant (par ex. le diamant), la dernière bande occupée l'est d'une manière complète (bande de valence), et la vitesse moyenne des électrons reste nulle par raison de symétrie, même en présence d'un champ électrique.

... si par exemple du courant entre dans une résistance, qu'est ce qui en sort? Moins d'électrons? ...

Il n'y a pas d'accumulation de charges dans le conducteur, le nombre d'électrons entrant est donc égal au nombre d'électrons sortant.
Le dégagement de chaleur par effet Joule est dû à la résistance que le milieu oppose au déplacement des électrons.

[Limonadd]

D'accord je vois un grand merci à vous!

[A voir en vidéo sur Futura]