remise en question de l'electrocinetique

[inviteb5c686f6]

Salut,
G un paradoxe que j'aimerais faire effondrer.

Tout le monde sait que la difference de potentiel entre deux points d'un fil dans un circuit est considerée comme nul.

Or le champs électrique nait d'une difference de potentiel. Ainsi, entre deux points d'un fil il n'y a pas de champs électrique. E=0;

Or l'intensité est le résultat de la présence d'un champ électrique E par la relation trés connus i=k*E (avec k la conductance du fil) Ainsi, entre deux points d'un fil il n y a pas d'intensité.I=0;

Or tout le monde sait que l'on peut mesurer l'intensité avec un Ampermetre.

Paradoxe! pour ma part je ne comprends plus l'électrocinetique.

La seul explication est que l'intensité dans les fil ne releve pas de la formule i=k*E
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[annjy]

..........Tout le monde sait que la difference de potentiel entre deux points d'un fil dans un circuit est considerée comme nul...............

faux.
il faut que le fil ait une résistance nulle, or un fil a toujours une résistance, si petite soit-elle. (il y a bien les supraconducteurs, mais c'est un autre sujet)

Cordialement
JY

[jiherve]

Bonjour

Tout le monde sait que la difference de potentiel entre deux points d'un fil dans un circuit est considerée comme nul.

tu confonds simplification destinée à l'apprentissage et réalité.
volkukan avant de remettre en cause un acquis scientifique vieux de presque deux siécles acquiers donc les bases cela t'éviteras de te faire étriller ici ou ailleurs.
JR

[inviteb5c686f6]

C toujours les mêmes arguments qui ne reflete pas une attitude tres scientifique.....
Qu'importe que le fil ait une resistance ou non..... D'ailleur jiherve tu devrais reflechir a deux fois avant de posté. Donc je resumes...

-Le principe d'un fils de cuivre est de transporté un potentiel vers un composant resistance ou autre.....

-J'admet dans mon raisonement que dans ce même ce fil il y a une petite chute de potentiel dut a une petite résistance créant un petit champs électrique mais ça reste negligeable par rapport aux chutes de potentiel que provoque les résistances.

-Par ailleur, J'allucine sur les personnes qui penses que cette faible chute de potentiel soit responsable de la circulation d'un courant, je met ça dans le compte d'un manque d'intêret à la question.

-Si on veut être un peu sérieu, on sait que le champ électrique existe essentiellement que dans les composants du circuit est presque pas dans les fils donc la question est de savoir à quoi est dût la circulation de l'intensité car à la difference des deux autres réponses même à potentiel null je prétend qu'une intensité circule dans le circuit.....

PS: SI possible essayer de réflechir avant de posté parce que je connais quand même les bases mais jvois que ce genre de question réveille chez certains des reflexe d'ancien éleves qui réponde comme ci je posé une question de cours.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb5c686f6]

Pour information la résistance interne d'un petit fil de cuivre basique de 10cm s'évalue en micro-Ohms (environ 50) donc pour une intensité de 1A la chute de potentiel est négligeable.....

J'en deduis que la formule i=k*E n'explique pas la presence d'une intensité entre 2 points proche d'un fil conducteur.

[jiherve]

re
si l'anglais ne te gênes pas!
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_conduction
about the same in french
http://fr.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A9_de_courant

-J'admet dans mon raisonement que dans ce même ce fil il y a une petite chute de potentiel dut a une petite résistance créant un petit champs électrique mais ça reste negligeable par rapport aux chutes de potentiel que provoque les résistances.

Le champ dérive bien d'un potentiel mais je ne suis pas sur que cela soit le sens de cette phrase.
JR

[invite5637435c]

Volkukan, tu raisonnes comme-ci c'était ton fil seul qui créait le champ électrique...
Aux extrémités d'un conducteur ou d'une ligne, on doit entretenir par l'intermédiaire d'un générateur une différence de potentiel continue.
Le champ électrique va provoquer le mouvement dans une direction des charges libres (électrons) qui sera conditionné par la charge de l'ensemble du parcours électrique.

Dans ton raisonnement, il manque la valeur de U aux bornes de ton fil, dans l'absolu R=U/I, comme tu ignores U on ne peut connaitre I, ça va de soi.

Réfléchis bien à cette notion.

[invite5637435c]

Un exemple:

si on considère un fil de cuivre comme le précise ton dernier message, avec une intensité de 1A, cela prouve qu'il existe dans le reste du circuit quelque chose qui limite ce courant à 1A, si ce n'est pas le fil de cuivre c'est forcément une autre résistance OU une tension qui produirait I=U/R soit:

U=R*I=50µOhm*1=50µV

Etonnant non?

Reste plus qu'à trouver le µVoltmètre qui va bien...et le générateur de tension. c'est pour ça que le mieux c'est de limiter le courant dans le circuit complet avec une résistance à dimension "humaine" et un générateur "manipulable".

[inviteb5c686f6]

Je vais essayer de detailler un peu mieux ma question initial....

Lorsque je prend un fil de cuivre simple, ce dernier possede deux bouts, j'en connecte un au pole positif de mon générateur qui impose donc un potentiel que je retrouve (si la resistance est négligeable) à l'autre bout de mon fil que je connecte à une résistance ou une ampoule. Il y a aucune intensité qui aparait....

Je fais de même avec le pôle negatif ainsi, au borne de ma résistance il existe une ddp de même valeur que le générateur..... Cette ddp engendre un champ électrique qui crée une intensité bien modeliser par la formule i=k*E avec k donnée dans le lien de jiherve.

Pour moi tout est logique, ainsi au borne de la resistance il y a un courant I et un champ E......

Maintenant, Aux bornes de mon premier fil (si on néglige la petite ddp) le potentiel reste constant, aux bornes de mon deuxieme fil le potentiel reste constant bref tout le contraire de ma résistance. Cependant il existe une intensité que je considere ne relevant pas de la formule i=k*E....
Voila la problematique, d'ou vien cette intensité???? plutôt comment peut on la formuler.... Pour moi je trouve que l'intensité serait mieux expliquer par l'équation de conservation de charge.
Ainsi, la resistance mais en route les charges grace au champ électrique en son sein puis les fils n'ayant pas de resistance transportent ces charges mais comment expliquer ce transport par qu'elle formule ou phénoméne.....

[invite5637435c]

Comme tu le dis toi même, les charges se déplacent sous l'action du champ électrique.
Les électrons déficitaires sur le pôle + de ton générateur vont chercher à s'équilibrer en cheminant le long du circuit en traversant ta résistances et tes fils de cuivre pour se ressoucer au pôle - du générateur.

La résistance limite ce courant à I=U/R, R étant constitué de la charge (ta résistance) et la résistance négligeable des fils de cuivre.
Ainsi le courant qui traverse le circuit est essentiellement "freiné" par la résistance R, les fils de cuivre étant très peu résistifs.
La chûte de tension même si elle est faible dans ceux-ci est malgré tout présente et tu ne peux pas dans l'absolu dire que Ufil=0 mais que ceux ci sont négligeables devant .
C'est l'hypothèse de simplification théorique dont faisait allusion jihervé.
Ainsi si cette hypothèse est faite, c'est comme si tes fils n'existaient plus, donc s'ils n'existent plus tu ne peux pas continuer à supposer quoique ce soit à leur niveau.

[m'enfin]

Salut,
Voilà le type même de question interessante qu'il est bon de traiter de temps en temps. Interessante, oui mais pas sur le plan du phénomène physique, car il n'y a pas ici de paradoxe, mais sur le plan de la conduite du raisonnement.
Lorsqu'on veut mener à bout ce genre de problème où l'on titille les limites mathématiques, on ne peut plus se permettre les approximations:
- le champ est nul, soit !
- la résistance du fil est nulle, re-soit, mais alors la conductance est infini !

Et qu'obtient-on lorsqu'on multiplie une grandeur nulle par une infinie ?
Réponse: le droit de reformuler le problème en considérant les grandeurs comme elles sont réellement (un courant si faible soit-il du moment qu'il existe reste un courant, une résistance si faible soit-elle n'est pas nulle, idem pour une ddp) et pas comme on les considère. A partir de là, tu verras qu'on retrouve bien un courant se déplaçant sous l'effet d'une faible ddp dans une grande conductance.

A+

[inviteb5c686f6]

En faite la ou je veux en venir, c'est de discuter sur la possibilité que les éléctrons puissent se mouvoir suivant deux mode de deplacement.

Le premier mode dont tout le monde fait l'apologie est celui representer par la formule i=k*E ainsi toutes l'argumentation repose sur la nécessité de trouver une petite résistance afin de justifier la présence d'un champs éléctrique aussi petite soit-il qui jouera le rôle d'un actionneur de mouvement....

Pour ma part cela ne me convaint pas tout a fait, d'une part ce que je regrette dans la façon dont on enseigne l'electrocinétique c'est de faire croire que les électrons vont tous du pôle - vers le pôle + de façon individuels alors qu'en réalité
c'est un mouvement d'ensemble comme les trains ainsi ce n'est pas les éléctrons du pôle - qui nous intéresse mais les éléctrons de tous le circuits qui se déplace d'un coup du faite de la présence d'un champ E.....

A partir de mon exemple du train, il m'est venu à l'esprit que ce dernier est composer d'une tête qui enclenche le mouvement suivit de wagon qui le suit par liaison mécanique sous la pression de la locomotive.

Dans un circuit simple, la locomotive peut être modelisé par les composants subissant un champs éléctrique et les wagons modelisés par les électrons qui sont en dehors de ces derniers donc les fil de cuivre.
Ainsi le mouvement des éléctrons dans les fils trouveraient leur origines par pression éléctrostatique qu'imposerait les différente résistance ou règne un champs éléctrique.

Donc je dirais qu'il y a deux modes de déplacement:
-Un soumis par force éléctrostatique modeliser par i=k*E
-l'autre par "diffusion"ou "pression" électrostatique modeliser par une autre formule mais ne nécessitant pas la présence d'une ddp j'avais pensait que la forumule de la conservation de charge impliquant que toute variation de charge en un point entraine une intensité serait une piste.

[m'enfin]

Ok, je comprends mieux ta démarche.
Il me semble qu'il faut dissocier les 2 raisonnements: l'un macroscopique (le plus simple), l'autre microscopique qui relève pratiquement de la physique quantique et qui montre un mouvement permanent des électrons, même en absence de champ.
L'électronicien que je suis se contentera de la première (ça ne fonctionne pas si mal!), le physicien préfèrera la deuxième (pour ma part, c'est un domaine que je ne maîtrise pas).
A+

[invite5637435c]

En faite la ou je veux en venir, c'est de discuter sur la possibilité que les éléctrons puissent se mouvoir suivant deux mode de deplacement.

Non, je t'arrête de suite il n'y a qu'un mode de déplacement des charges électriques lorsqu'il sont soumis à une ddp (quelle soit induite sous l'action d'un champ électrique ou magnétique).
En l'absence de ddp, les électrons sont animés de mouvements d'agitation thermique comme l'indique m'enfin, il n'y a pas de déplacement collectif, leur mouvements est aléatoire.
Il n'y a qu'en présence d'un champ orienté que les électrons sont soumis à une force électrique F colinéaire au champ E: F=qE (E et F) étant des vecteurs.
Une charge représente essentiellement des électrons donc leur déplacement est oposé à E.

Le premier mode dont tout le monde fait l'apologie est celui representer par la formule i=k*E ainsi toutes l'argumentation repose sur la nécessité de trouver une petite résistance afin de justifier la présence d'un champs éléctrique aussi petite soit-il qui jouera le rôle d'un actionneur de mouvement....

La loi d'Ohm dont tu nous parles depuis le début, n'est qu'une conséquence macroscopique comme l'indique m'enfin à juste titre.
A l'échelle atomique on préfère utiliser
Où représente la mobilité des porteurs.
La résistance ne justifie pas la présence d'un champ électrique, elle représente l'organisation atomique du matériau et selon sa résistivité au passage du courant il sera plus ou moins conducteur.
Sa caractéristique est une conséquence au passage du courant.

Pour ma part cela ne me convaint pas tout a fait, d'une part ce que je regrette dans la façon dont on enseigne l'electrocinétique c'est de faire croire que les électrons vont tous du pôle - vers le pôle + de façon individuels alors qu'en réalité
c'est un mouvement d'ensemble comme les trains ainsi ce n'est pas les éléctrons du pôle - qui nous intéresse mais les éléctrons de tous le circuits qui se déplace d'un coup du faite de la présence d'un champ E.....

Bien sur que c'est un mouvement d'ensemble, je ne vois pas quel enseignant dirait le contraire...
Avant de remettre l'enseignement en cause, il serait bon que tu (ré)étudies les lois fondamentales (Coulomb, Ampère et Maxwell).
Elle ne sont pas faites pour te convenir mais pour expliquer.

A partir de mon exemple du train, il m'est venu à l'esprit que ce dernier est composer d'une tête qui enclenche le mouvement suivit de wagon qui le suit par liaison mécanique sous la pression de la locomotive.

Dans un circuit simple, la locomotive peut être modelisé par les composants subissant un champs éléctrique et les wagons modelisés par les électrons qui sont en dehors de ces derniers donc les fil de cuivre.
Ainsi le mouvement des éléctrons dans les fils trouveraient leur origines par pression éléctrostatique qu'imposerait les différente résistance ou règne un champs éléctrique.

???????
Désolé mais c'est du charabia pour moi.

Donc je dirais qu'il y a deux modes de déplacement:
-Un soumis par force éléctrostatique modeliser par i=k*E

Non juste F=qE quand on parle de force.

-l'autre par "diffusion"ou "pression" électrostatique modeliser par une autre formule mais ne nécessitant pas la présence d'une ddp j'avais pensait que la forumule de la conservation de charge impliquant que toute variation de charge en un point entraine une intensité serait une piste.

Pas de ddp, pas de force, pas de déplacement autre que par agitation thermique au sein du matériau.
Sinon soumise à l'influence d'un champ exterieur au matériau il y aura forcément un champ donc une ddp.

[inviteb5c686f6]

Depuis le début je parle de la loi d'ohm locale et non pas macroscopique je met en relation l'intensité local avec le champ local mais je vois que Hulk ne la pas remarquer.....
Ensuite, je connais les notions d'electromagnétismes classique, je n'ais pas de probleme avec de plus je ne l'est met pas en cause.
J'explique juste que c'est nous dont toi qui les interpretes d'une façon qui séme la confusion si l'on veut pousser le raisonnement.
Parmis les confusions naif il y a la médaille d'or qui consiste a chaque fois de raisonner en suivant un électron individuellement or je suis désoler si on fait cela l'electron se trouvant dans la résistance subit une force fonction de la résistance interne du composant comme le suggére la loi d'ohm local ainsi on quittant cette derniere pour voyager dans le fil elle devrait subir une autre force donc une une autre intensité. Or globalement dans un circuit en serie l'intensité est globalement la même partout. Pour soulever ce paradoxe il faut considere l'intensité comme un mouvement d'ensemble alors mettons de coté F=qE qui franchement suppose que le champ et le même en tout point du circuit alors que c'est absolument faux et donc amene à la conclusion que l'intensité n'est pas la même en chaque point.

Ainsi suivant où l'ont se place dans un circuit en serie E est different donc I est different si on prend on compte la loi d'ohm local. C'est pour cela que j'invite les personnes du forum à affiner le raisonnement.

[inviteaf3a73b7]

Bonsoir,

... J'avou je nage complet dans ce sujet ... tout est mélangé.

Je vous rapelle un principe .. deux trains avancent l'un vers l'autre a 150 km/h.. on peux en deduire qu'ils se rapprochent a la vitesse de 300 km/ h.

Maintenant faites les avancer a 300 000 km/s il se rapprocheront pas a 600 000 km/s pour autant !

Tout simplement parce que la distance qui les separent ne peu pas décroite plus vite qu'a 300 000 km/s !

Paradoxal non ?

Le gros probleme viens du fait que l'on part d'hypothèses ou l'on negliqe certaines propriétés ( resistances d'un fils etc ... ) pour y appliquer des lois tantot généralistes macroscopiques et tantot des forces élémentaires de niveau atomique et regies par la théorie des quantum (qui pour l'heure reste la plus " credible ") et vérifiable scientifiquement par l'experience dans la mesure des capacité actuelles d'experimentation.

Autrement dit les " modèles " macoscopiques simplifiés de calculs ne saurai être les hypothèses d'une étude microscopique d'un systeme.

Cordialement.

[inviteb5c686f6]

Encore une foi le probleme, n'est pas la simplification ou non des thérories de l'electrodynamique "classique"....
Pour ma part je faisai toujours le raisonement consistant a adjoindre une force (F=qE) à une particule individulle que j'amenais de la borne - vers la borne + du générateur.
Admetton que les fils fasse plusieurs kilomètres on voit bien que la mise en route du circuit n'a pas tellement changé, ajouté que mon électron de reference à peu de chance de rentrer dans la borne + sachant que sa vitesse est de l'ordre de quelque cm à la seconde. Cependant, il y a toujours une intensité qui sait manifestée presque instantanement.

Ainsi l'intensité n'est pas simplement mon petit électron qui avance. En regime alternatif c'est pire car l'electron se voit effectuer des allée retour de l'ordre du cm ou mm alors que l'intensité existe sur tout le long du fil même si ce dernier fait plusieurs km.

Ajouter à cela E n'est pas homogène dans tous le circuit alors inutile d'utiliser la force F=qE avec un E(fonction de la position) comme "motorisation" de l'électron.

Dés lors on prend conscience que le champ électrique dans les fils est extrement faible qu'il se focalise essentielement dans les composants ainsi comment les électron se font accélerer dans les fils?

Prenez maintenant une portion de fil et une portion de résistance:
Dans la portion de fil ayant une grande conductance donc une résistance de quelque micro-ohms, on ne peut pas dire que les électron sont autant accélérer que dans la portion de résistance de quelques ohms.
Cependant, il ont la même intensité.

[invite5637435c]

Encore une foi le probleme, n'est pas la simplification ou non des thérories de l'electrodynamique "classique"....
Pour ma part je faisai toujours le raisonement consistant a adjoindre une force (F=qE) à une particule individulle que j'amenais de la borne - vers la borne + du générateur.

L'erreur est justement là, ce n'est pas 1 électron qui va circuler tout seul comme un grand dans le conducteur, comment va tu l'isoler dans le matériau, par quel phénomène?

Admetton que les fils fasse plusieurs kilomètres on voit bien que la mise en route du circuit n'a pas tellement changé, ajouté que mon électron de reference à peu de chance de rentrer dans la borne + sachant que sa vitesse est de l'ordre de quelque cm à la seconde. Cependant, il y a toujours une intensité qui sait manifestée presque instantanement.

La vitesse d'un électron dans un matériau se calcule très bien:

Exemple:

un fil de cuivre de 10mm² est parcouru par un courant de 30A, comme chaque de cuivre possède possède 2 e- mobiles par , il y a environ électrons libres par .
La densité de courant s'exprime par: j=n.e.v et vaut A/m².
La valeur de la vitesse de déplacement se déduit et vaut environ 210µm/s.

Ainsi l'intensité n'est pas simplement mon petit électron qui avance.

Enfin on y vient.

En regime alternatif c'est pire car l'electron se voit effectuer des allée retour de l'ordre du cm ou mm alors que l'intensité existe sur tout le long du fil même si ce dernier fait plusieurs km.

Avec plusieurs kilomètre, ta résistance linéique n'est plus négligeable du tout, donc à courant constant la ddp sur le fil non plus.

Ajouter à cela E n'est pas homogène dans tous le circuit alors inutile d'utiliser la force F=qE avec un E(fonction de la position) comme "motorisation" de l'électron.

Pas de champ E, pas de déplacement collectif, pas de courant électrique (en faisant abstraction des champs extérieurs).

Dés lors on prend conscience que le champ électrique dans les fils est extrement faible qu'il se focalise essentielement dans les composants ainsi comment les électron se font accélerer dans les fils?

Pas de cause... pas d'effet.

Prenez maintenant une portion de fil et une portion de résistance:
Dans la portion de fil ayant une grande conductance donc une résistance de quelque micro-ohms, on ne peut pas dire que les électron sont autant accélérer que dans la portion de résistance de quelques ohms.
Cependant, il ont la même intensité.

Oui, dans un circuit série, le "débit" est fixé par le rapport du potentiel global sur la somme des résistances de la ligne, c'est incontournable.

[m'enfin]

...Admetton que les fils fasse plusieurs kilomètres on voit bien que la mise en route du circuit n'a pas tellement changé, ajouté que mon électron de reference à peu de chance de rentrer dans la borne + sachant que sa vitesse est de l'ordre de quelque cm à la seconde. Cependant, il y a toujours une intensité qui sait manifestée presque instantanement....

Salut Volkukan,
Je vais me répéter, méfie toi des approximations, c'est à cause de ce "presque" qu'on ne peut pas se rendre à l'autre bout de l'univers. Cela s'appelle la causalité mais je te l'accorde, elle est un peu bousculée (mais pas encore invalidée) en mécanique quantique.

...Prenez maintenant une portion de fil et une portion de résistance:
Dans la portion de fil ayant une grande conductance donc une résistance de quelque micro-ohms, on ne peut pas dire que les électron sont autant accélérer que dans la portion de résistance de quelques ohms.
Cependant, il ont la même intensité.

Qu'est-ce que le courant? un déplacement de charge (généralement électrons) par unité de temps.
Que faut-il pour déplacer des électrons? qu'il y ait un champ ET que les electrons soient mobiles.
Qu'est-ce qui différencie un bon conducteur d'un moins bon (plus résistant)? c'est la facilité que le matériau offre au déplacement des électrons d'un atome à l'autre.
Ainsi, dans un bon conducteur, le champ est faible, certes, donc la force est faible, mais elle est suffisante pour arracher un électron à son atome et le déplacer sur celui d'à coté (le matériau offre une faible RESISTANCE à ce déplacement, on voit que le terme n'est pas choisi au hasard). Par contre, dans un matériau plus résistant, la force nécessaire est plus grande, le champ est alors plus grand mais au final les courants sont les mêmes.

A+