le déplacement des électrons pour créer de l’électricité

[invitef07edb46]

Qu'est ce qui crée le déplacement des électrons qui produisent de l'électricité ?
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[invitef07edb46]

je sais que l’électricité est créé par le déplacement des l'électrons d'un pôle a un autre mais qu'est ce qui crée cette action ?

[JPL]

Je pense que tu veux parler de courant électrique car électricité englobe aussi l'électricité statique.

De façon simple une explication pour les deux sources de courant les plus utilisées. Dans une pile ou un accumulateur il se produit des réactions chimiques différentes au niveau des deux électrodes (en raison de leur composition différente) ; pour l'une la réaction produit un excès d'électrons et pour l'autre un déficit d'électrons. Il est facile de comprendre que si on relie les deux électrodes par un conducteur les électrons vont s'écouler de l'électrode qui présente un excès d'électrons (donc négative) vers celle qui présente un déficit (donc positive).

Pour les dynamos et alternateurs c'est le phénomène d'induction électromagnétique : tout conducteur qui se déplace dans un champ magnétique (je vais le supposer bouclé sur lui-même pour faire simple) voit se développer en lui un courant électrique qui à son tour produit un champ magnétique tendant à s'opposer au déplacement.

[ansset]

attention aussi à ne pas confondre mouvement des électrons et vitesse de l'électricité.
quand on déclanche un interrupteur , l'ampoule s'allume "aussitôt" , en fait à la vitesse de la lumière en fonction de la distance .
la vitesse de propagation de l'onde est due aux photons , pas aux electrons qui servent de "support".
dans mon souvenir , la vitesse propre des electrons doit être de l'ordre de 2 ou 2,5 m/s soit un bon marcheur à pied.

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

A l'intérieur d'un métal, j'aurais parlé de propagation d'onde électromagnétique. Pas besoin de photons ici. La vitesse d'une onde électromagnétique dans un métal est plus faible que dans le vide aussi.
Et la vitesse de dérive des électrons est de l'ordre du mm par seconde. A ne pas confondre avec la vitesse d'agitation thermique qui elle est beaucoup plus grande (plutôt vers des 10^5 m/s).

@+

[invitef07edb46]

merci de vos réponses ( c'était celle de la réaction chimique qui m’était inconnue ) mais sa me pousse a me poser 3 autres questions

1 Comment se déplacement engendre de l'électricité ?( par chaleur, par magnétisme, par frottement, ...)

2 Je sais que le courant électrique est du a un déplacement d'électrons du pôle négatif au pôle positif, la réaction chimique doit donc brisé des molécule au pôle positif qui se retrouve incomplète et pour se reformer doivent attirer des neutrons du pôle négatif ( ou il y a à la base des molécules au pôle positif qui peuvent se transformer en ajoutant d'autres neutrons a leurs cercles ). Mais comment le pole négatif peu perdre des neutron sans qu'il y est attirance ? ( je prend exemple une batterie, l'acide ronge le plomb se qui le décompose se qui laisse plein de neutron libre et donc attiré par le pôle positif mais dans le pôle négatif il y a plein de molécules en manque de neutron alors pourquoi ils attirent pas de nouveau les neutrons libre ? ( une batterie épuisé est donc une batterie en manque de neutron ? ))

3 Plein de matières sont dit " conductrice " mais quand le courant passe en eux, est-ce que sa change la structure de cette matière pour faire passer les électrons ou cette matière donne des électrons de son propre corps tout en prenant les électrons manquant a la matière du pôle négatif ? ( je soude de temps en temps et je prend de nombreux coups de courant, ce qui m'a fait me poser la question de la résistance d'un corps au courant électrique donc j'ai tester de me prendre un coup de courant ( de faible intensité bien sur ^^) en continu pour voir le résultat ( mes mains ont chauffer ) cette chaleur est du a la perte et au gain de neutrons passant d'une main a l'autre ( sa voulait dire que au pôle négatif, ma main était en surcharge de neutron et au pôle positif, elle était en manque ) ou bien cette chaleur était du au frottement des neutrons qui passait de force a travers mon corps ( alors pourquoi y a t'il que mes mains ( et non mon corps ) qui ont chauffer ?)

la deuxième et la troisième semblent être identique mais la réponse de la deuxième question ne répond pas a la troisième .

merci de prendre le temps de me répondre ( quand je commence a parler de se genre de domaine personne de mon entourage ne peut y répondre ).

[invite875434567890]

Euh… mes études sont loin, très loin, mais oubliez le neutron dans la formation d'un courant électrique.
La base ce sont les électrons de charge négative qui se déplacent vers le pôle positif. Pour le reste, étant électronicien, j'avais essayé il y a longtemps de comprendre le pourquoi du comment. Mais il faut pour cela entrer dans le domaine de la mécanique quantique. On arrive toujours à un moment ou l'on se demande pourquoi ? Et la science pour l'instant ne répond qu'au comment. Pas au pourquoi.

[ansset]

merci albanxii d'avoir corrigé mes m en mm pour les électrons.
je comprend moins pourquoi tu dissocies ondes electromagnétiques et photons ?

[Nicophil]

donc j'ai tester de me prendre un coup de courant ( de faible intensité bien sur ^^) en continu pour voir le résultat ( mes mains ont chauffer ) cette chaleur est du a la perte et au gain de neutrons passant d'une main a l'autre ( sa voulait dire que au pôle négatif, ma main était en surcharge de neutron et au pôle positif, elle était en manque ) ou bien cette chaleur était du au frottement des neutrons qui passait de force a travers mon corps ( alors pourquoi y a t'il que mes mains ( et non mon corps ) qui ont chauffer ?)

Hum, fais gaffe quand même : il y a l'intensité mais aussi la différence de potentiel !

[albanxiii]

Re-bonjour,

je comprend moins pourquoi tu dissocies ondes electromagnétiques et photons ?

Comme on (surtout LPFR, rejoint par moi-même) n'arrête pas de le dire dans la section "physique", les ondes électromagnétiques et les photons sont deux modèles différents du même phénomène physique.

Si on parle de photon, on ne parle pas d'onde et vice-versa.

Dans le cas de la conduction du courant électrique, le modèle classique de l'électrodynamique est très bien adapté et largement suffisant. A vrai dire, à part un travail thèse effecuté par un étudiant supervisé par Feynman, je n'ai pas connaissance de beaucoup de travaux d'électrodynamique quantique dans les milieux matériels (mais je ne suis pas une référence dnas ce domaine, et mes connaissance en théorie quantique des champs sont plus orientées vers la physique des particules).

Dans la plupart des cas, le modèle de Drude est excellent. Ca correspond à un modèle classique de la matière et un modèle classqiue de l'électrodynamique.

Si on veut être plus précis et, par exemple, tenir compte de la structure en bande des niveaux d'énergie, il faut adopter un modèle quantique de la matière, mais on garde le modèle classique de l'électrodynamique. Et je me suis laissé dire qu'on avait djà pas mal de boulot de cette façon, et que les prévisions étaient plutôt pas mauvaises

@+

ps : à noter qu'on n'a pas besoin non plus de la notion de photon pour expliquer l'éffet photo-électrique. Il suffit de prendre un modèle quantique de la matière.

[Nicophil]

ps : à noter qu'on n'a pas besoin non plus de la notion de photon pour expliquer l'effet photo-électrique. Il suffit de prendre un modèle quantique de la matière.

Ah bon ? Quand a-t-on besoin du photon alors ?

[Deedee81]

Salut,

Ah bon ? Quand a-t-on besoin du photon alors ?

Je ne travaille pas en pratique dans le domaine, alors je vais juste cite quelques cas qui me semblent évident :
(à confirmer par ceux qui mettent plus souvent la main à la pâte que moi)

- la diffusion Compton (jeu de boule de billard, entre photons et électrons avec changement de fréquence)
- les interactions laser - matière dans les cas extrêmes (voir l'excellent livre de Cohen-Tanoudji "interactions photons et atomes")
- l'ionisation des molécules par des photons gammas
- dans toute application travaillant photon par photon, comme l'enregistrement par caméra CCD.

Quand on veut modéliser ça, l'utilisation des photons me semble inévitable.

[ansset]

il y a eu semble-t-il confusion.
le message initial laissait entendre que l'électricité c'était des éléctrons qui allaient de l'intérupteur à l'ampoule.
comme on parlait particule, j'ai cité le photon, je n'ai pas prétendu qu'on avait "besoin" d'une description "photonique".

[ansset]

Comme on (surtout LPFR, rejoint par moi-même) n'arrête pas de le dire dans la section "physique", les ondes électromagnétiques et les photons sont deux modèles différents du même phénomène physique.

Si on parle de photon, on ne parle pas d'onde et vice-versa.

.

ben, si ON le dit, alors c'est amen !

[Deedee81]

Salut,

ben, si ON le dit, alors c'est amen !

Le "on", c'est juste une tournure de langage

Mais pour le vérifier, suffit d'étudier d'où vient le photon en lisant, par exemple, Quantum Field Theory de Itzykson et Zuber, ou introduction à l'électrodynamique quantique de Cohen-Tanoudji. Il y a des tas bons bouquins.

On y voit que le photon se manifeste comme la quantification du champ électromagnétique. Le champ électromagnétique classique est alors (dans la théorie) remplacé par un espace de Fock des photons. Ca ne saurait pas se mélanger.

Il existe parfois des approches théoriques mixtes. Par exemple, le semi-classique est souvent utilisé avec l'équation de Schrödinger (équation de Schrödinger, quantique, plus champ électromagnétique classique).

Mais je ne connais pas de méthode mêlant champ EM classique et photons, et je n'en vois pas trop l'intérêt d'ailleurs. Ce serait un peu comme une théorie qui décrirait le mouvement d'un fluide en mélangeant des équations de l'hydrodynamique ou le fluide est continu et des équations mécaniques où le fluide est un ensemble de corpuscules. Ca ferait très bizarre

[ansset]

je ne comprend pas ces dialectiques qui ressemblent à des blocages de principe.
on parle photon OU on parle Ondes . les deux , monsieur, c'est interdit !!
par ailleurs, il me semble faux de decreter.
il y a des cas ou on prend 1 modèle et l'autre cas.
comme si on avait ontologiquement deux phénomènes que l'esprit ne voulait pas associer.

[Deedee81]

je ne comprend pas ces dialectiques qui ressemblent à des blocages de principe.
on parle photon OU on parle Ondes . les deux , monsieur, c'est interdit !!
par ailleurs, il me semble faux de decreter.
il y a des cas ou on prend 1 modèle et l'autre cas.
comme si on avait ontologiquement deux phénomènes que l'esprit ne voulait pas associer.

Mais enfin, où vois-tu de la dialectique la dedans ???? J'ai donné les références (pour celui qui veut approfondir) et j'ai expliqué pourquoi c'était séparé. Non pas que ce soit interdit (j'ai parlé des modèles mixtes) mais simplement que ça n'a ni sens ni intérêt.

A noter que je parlais bien de séparer :
- Explications classique : électromagnétisme ondulatoire classique
- Explication quantique : photons

Je ne parlais pas de séparer :
- ondes
- photons

En effet :
- Les photons sont à la fois onde et corpuscule (les autres particules aussi). J'estime même souvent que l'image la plus proche qu'on puisse avoir des particules quantiques ce sont.... les ondes ! (avec certaines limites que je précise à chaque fois car ce ne sont pas des ondes classiques. Je dois l'avoir déjà expliqué trois ou quatre fois dans le forum). C'est beaucoup plus proche que de rapprocher les particules quantiques des corpuscules classiques (là c'est même carrément foireux sauf dans quelques cas)
- j'ai parlé des modèles semi-classiques mêlant électrons quantiques et électromagnétisme classique

Où vois-tu une interdiction là dedans ??? (tourne la page du livre sur le code de la route que tu es en train d'étudier, l'image du sens interdit a dû t'influencer Non, je blague).

[Nicophil]

il y a des cas où on prend un modèle et l'autre cas.

il y a des cas où on prend un modèle et des cas où on prend l'autre modèle.

[JPL]

Et si on arrêtait le hors sujet pour revenir aux électrons ?

[ansset]

oui !
juste un mini aparté suite au mess précedent:
que dire du fonctionnement d'un panneau solaire ?

[Nicophil]

3 Plein de matières sont dites " conductrices " mais quand le courant passe en eux, est-ce que ça change la structure de cette matière pour faire passer les électrons ou cette matière donne des électrons de son propre corps tout en prenant les électrons manquant a la matière du pôle négatif ?
( mes mains ont chauffer ) cette chaleur est du a la perte et au gain de neutrons passant d'une main a l'autre ( sa voulait dire que au pôle négatif, ma main était en surcharge de neutron et au pôle positif, elle était en manque ) ou bien cette chaleur était du au frottement des neutrons qui passait de force a travers mon corps ( alors pourquoi y a t'il que mes mains ( et non mon corps ) qui ont chauffer ?)

Le courant électrique est un flux d'électrons "libres" accélérés par la force électro-motrice du générateur électrique. Mais la liberté de ces électrons est toute relative et ils sont confrontés à la force de résistivité des matériaux conducteurs.
Quand les deux forces s'équilibrent, les électrons se déplacent à vitesse constante (dans le cas d'un courant continu).

1 Comment ce déplacement engendre de l'électricité ? (par chaleur, par magnétisme, par frottement, ...)

Le déplacement des électrons fait travailler la force de résistivité des conducteurs électriques.
Travail qui sert à faire tourner un moteur électrique, à augmenter la température d'un récepteur électrique (radiateur ou jusqu'à incandescence pour les filaments des lampes), etc.

[Deedee81]

Salut,

que dire du fonctionnement d'un panneau solaire ?

Le modèle classique (pour le champ EM) suffit. Mais pour la partie semi-conducteur la MQ est incontournable.

Pour revenir dans le fil du sujet :
1) Ce problème de choix du modèle est vrai aussi pour les électrons.

2) Concernant la question de dalojay "1 Comment se déplacement engendre de l'électricité ?( par chaleur, par magnétisme, par frottement, ...)"

Le déplacement des électrons n'engendre pas l'électricité. Le déplacement des électrons EST l'électricité.
(c'est vrai du déplacement de toute charge électrique. Donc aussi le déplacement des ions, ...)

Et il faut répéter ce qui a été dis plus haut : pas de neutrons dans les histoires de courant électrique. Je ne sais pas du tout d'où peu venir cette curieuse idée de "ma main était en surcharge de neutrons", si c'était le cas il aurait fallu t'amputer (les neutrons libres c'est dangereux, très...)

[invite875434567890]

Et qui dit courant électrique dit déplacement de charge sur un matériau conducteur. L'étude de la matière, et notamment la différence entre un matériel conducteur et un isolant, est une étape indispensable.

[invite868286e5]

Vous avez complètement dérivé, ce qu'il veut savoir c'est comment physiquement le transfert du courant s'opère dans le conducteur.

Donc, pour faire simple, ton électron original qui est créé suite à la différence de potentiel se "déplace" physiquement dans ton cable (ou sur le cable). Il n'y a pas un jeu de domino de recombinaison entre les électrons du cable et l'électron qui "bouge".

http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_%C3%A9lectrique

voila

[invitef07edb46]

Merci de toutes ces réponses ( desole pour le termes neutrons c'était électrons que je voulais dire ( erreur de frappe )), néanmoin certaines de mes questions sont resté sans réponses.

Qu'est ce qui crée un courant électrique ?(le déplacement d'électrons est crée comment ? ( pour etre plus clair ))

Quand se courant est créé ? Des électrons passe d'un endroit a un autre mais cela veut dire que l'endroit ou les électrons partent se retrouve a un certain moment a court d'électron ( batterie épuisé ). Une molécule ( pour créé une matière ( solide ou non )) est faite d'un noyaux et d'un nombres spécifique d'électron. Est-ce que ça veut dire que pour créé se courant les molécules se dénature pour devenir une autre combinaison ? ( d'ou la première question ( et d'ou le test avec mes mains ^^ ))

Et enfin comment se déplacement peu créé de l'électricité ? (( comme un ruisseau et un roue à aube ? ) je veux dire par ça comment est-on capable de contrôlé se flux pour en sortir une énergie utilisable ? )

S'il vous plait, lorsque vous donner le nom d'une théorie, veiller les expliquer ( certaine des théorie donner dans se forum sont introuvable ou mal expliquer dans les autres forums ). Merci d'avance

[invitef07edb46]

merci beaucoup ( grace a se site j'ai eu certaine reponses merci encore )

[Deedee81]

Salut,

Qu'est ce qui crée un courant électrique ?(le déplacement d'électrons est crée comment ? ( pour etre plus clair ))

Les champs électriques et magnétiques influencent le mouvement des charges électriques. Le champ électrique est parfait car il donne une force dirigée dans le sans du champ et proportionnelle à la charge électrique et au champ.

Il suffit donc d'appliquer un champ électrique (exprimé souvent comme une tension mesurée en Volt) pour mettre en mouvement les électrons.

[...] mais cela veut dire que l'endroit ou les électrons partent se retrouve a un certain moment a court d'électron ( batterie épuisé ). [...]

Non, le moindre déficit ou excès d'électrons créerait un champ électrique intense, bloquant le courant.

Les électrons sont remplacés en permanence. C'est pour cela que l'on parle decircuit fermé, comme des voitures tournant sur une piste circulaire.

Dans une batterie, le processus accumulant (très légèrement) des électrons à une borne et un déficit à l'autre est de nature chimique. A peine entamé, il s'arrête (le champ électrique créé par ces électrons en plus ou en moins empêche le processus de continuer en exerçant une force énorme sur les électrons qui voudraient venir en plus). Mais si on ferme le circuit avec un conducteur, ce même champ électrique provoque une circulation des électrons. La zone (la cathode négative) en électron se décharge et la zone (anode positive) en manque se recharge et le processus chimique peut continuer.

Dans un alternateur ce sont des champs magnétiques variables qui vont transformer une énergie mécanique en énergie électrique.

Et enfin comment se déplacement peu créé de l'électricité ? (( comme un ruisseau et un roue à aube ? ) je veux dire par ça comment est-on capable de contrôlé se flux pour en sortir une énergie utilisable ? )

Ce déplacement d'électron EST l'électricité. Les usages / contrôles sont multiples.

Par exemple, un courant électrique crée un champ magnétique. En utilisant deux spires emboitées, on peut transformer un courant en un autre courant. Ce sont les transformateurs électriques.
Ou ce champ magnétique peut être utilisé pour transformer l'énergie électrique en énergie mécanique (moteur électrique).
Le courant électrique passant dans un conducteur a toujours une certaine résistance (sauf dans les supraconducteurs), ce qui provoque un échauffement (effet Joule). Une résistance calibrée peut servir dans un circuit électronique. Mais on peut aussi se servir directement de la chaleur produite : chauffage électrique, voir de la lumière émise à haute température : lampe à incandescence.

C'est vaste. Rien que sur ces quelques questions on pourrait écrire un livre de mille pages sans épuiser le sujet.

[invitef07edb46]

merci beaucoup tu ma répondu exactement sur le sujet que j'avais demander ( ingénieux la disposition d'une batterie ) comment il font pour créé se deficite ?
ya du plomb et de l'acide dans une batterie c'est l'action de l'acide sur le plomb qui le crée ?

[inviteccac9361]

Ce déplacement d'électron EST l'électricité. Les usages / contrôles sont multiples.

Tout à fait, c'est la propagation d'un transfert de charge, à ne pas confondre avec l'electrostatique.

merci beaucoup tu ma répondu exactement sur le sujet que j'avais demander ( ingénieux la disposition d'une batterie ) comment il font pour créé se deficite ?

Ca part du principe d'oxydoréduction :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Potenti...r%C3%A9duction

[f6bes]

Bonjour à tous,
Dalojay, tu apprendra aussi que les électrons ne sont pas des rapides et ils se déplacent TRES lentement dans un conducteur ( de vrais escargot) !
Google et "vitesse des électrons dans un conducteur" t'en dira plus.
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...48705608,d.d2k
Bonne journée