question sur la tension Electrique

[AronSwartz]

bonjour

je suis un débutant en Electronique et j'ai plutôt l'habitude d'apprendre en autodidacte
et j'ai lut sur un cour en pdf que : potentiel électrostatique = E / q
donc la différence de potentiel c'est l'énergie cinétique nécessaire au déplacement d'un electron, autrement dit si U = 1.5 v, ça voudrai dire que chaque electron porte en lui 1.5 joule d’énergie, et donc plus la différence de potentiel est grande, plus la vitesse de déplacement d'un electron est grande.

mais c'est la ou je ne comprend pas, puisque les électrons se déplacent tous au même moment, ça voudrais dire que l’énergie nécessaire au déplacement de n electron se propage instantanément ( ce qui est impossible ) et se répartie pour que chaque electron puisse avoir 1.5 joule d’énergie ?

de plus imaginons une pile plate relié a une lampe, on ferme le circuit, chaque electron porte en lui 4.5 j, en arrivant a une des bornes de la lampe, il cède une partie de son énergie pour alimenter la lampe, et ressort avec moins d’énergie, donc moins de vitesse et donc la puissance devrait diminuer , est-ce que c'est juste ?

merci pour vos réponses
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[Antoane]

Bonsoir,

Dans ta formule, E est l'énergie potentielle (et non cinétique) électrostatique (la notation est à éviter, E représentant généralement le champ électrique).
En l'absence de courant électrique, il n'y a pas de mouvement (moyen) de charge.

C'est la même chose qu'en gravité :
- l'accumulation de charge est le pendant de l'accumulation de masse (en hauteur) => énergie potentielle ;
- laisser tomber les masses est le pendant de "libérer" les charges (i.e. faire circuler un courant) => énergie cinétique.
Ceci dit, je ne sais pas trop quel point l'analogie est valide pour ce qui est du deuxième point, en particulier pour ce qui est de la notion "d'énergie cinétique" pour l'électricité

en arrivant a une des bornes de la lampe, il cède une partie de son énergie pour alimenter la lampe, et ressort avec moins d’énergie, donc moins de vitesse

Sa vitesse est la même en entrée et en sortie du récepteur, sans quoi il y aurait accumulation de charge, un embouteillage à la sortie.

[f6bes]

bonjour

je suis un débutant en Electronique et j'ai plutôt l'habitude d'apprendre en autodidacte
et j'ai lut sur un cour en pdf que : potentiel électrostatique = E / q
donc la différence de potentiel c'est l'énergie cinétique nécessaire au déplacement d'un electron, autrement dit si U = 1.5 v, ça voudrai dire que chaque electron porte en lui 1.5 joule d’énergie, et donc plus la différence de potentiel est grande, plus la vitesse de déplacement d'un electron est grande.

mais c'est la ou je ne comprend pas, puisque les électrons se déplacent tous au même moment, ça voudrais dire que l’énergie nécessaire au déplacement de n electron se propage instantanément ( ce qui est impossible ) et se répartie pour que chaque electron puisse avoir 1.5 joule d’énergie ?

de plus imaginons une pile plate relié a une lampe, on ferme le circuit, chaque electron porte en lui 4.5 j, en arrivant a une des bornes de la lampe, il cède une partie de son énergie pour alimenter la lampe, et ressort avec moins d’énergie, donc moins de vitesse et donc la puissance devrait diminuer , est-ce que c'est juste ?

merci pour vos réponses

Bjr à toi,
Juste un détail que tu n'as pas pris en compte..la vitesse d'un électron est celle d'un ESCARGOT...en pleine vitesse.
Et en courant alternatif l'électron fait carrément du..sur place. Pas le temps de partir d'un coté , qu'il faut retourner de l'autre.
Pour plus d'info demande à Google "vitesse des électrons dans un conducteur".
Bonne année

[AronSwartz]

merci et bonne année a toi aussi
mais pour les reste de mes questions ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Bonjour

Les analogies sont souvent trompeuses, car elle ne sont jamais totales : il arrive fatalement un moment où l'on tombe sur des différences dans les comportements qui induisent des divergences dans les raisonnements et les conclusions.

Celle que tu fais ici pourrait certainement s'appliquer dans le cas d'électrons circulant dans un tube à vide, mais dans un métal leur comportement est notablement différent, avec des phénomènes physiques à l'échelle atomique qui y sont passablement complexes.

Ainsi, il est plus juste de s'imaginer les électrons passer d'atomes en atomes en fonction des places qui se libèrent sur les atomes suivants dans leur mouvement général dans le matériau conducteur. Lorsqu'il s'établit, ce mouvement général (i.e. le courant électrique) se propage à une vitesse proche de celle de la lumière (environ 2/3 de la vitesse de la lumière dans le cuivre), alors que la vitesse de progression de chaque électron qui y participe est beaucoup plus faible (variable selon la densité de courant, et de l'ordre de quelques cm/h ou cm/min dans le cuivre). Les électrons passent leur temps à gagner et à perdre leur énergie cinétique tout le long du circuit électrique (dont ils ont d'ailleurs rarement l'occasion de faire le tour), de sorte qu'il est impossible de savoir ce qui se passe sur l'ensemble du circuit en se focalisant sur un seul électron, et réciproquement.

Tout l'intérêt de l'électricité et de l'électronique moderne en tant que sciences est de faire disparaître cette complexité au travers de concepts simples à appréhender et à manipuler à l'échelle macroscopique, comme le courant, la tension, la résistance, la capacité, l'inductance, etc. . On ne considère plus les électrons pris individuellement, mais l'ensemble du système qui les contient au travers de grandeurs physiques qui ne sont plus que des abstractions d'une réalité sous-jacente qu'on s'efforce d'oublier par soucis d'efficacité.

Je ne saurai trop te conseiller d'étudier les phénomènes électriques à l'échelle atomique et à l'échelle macroscopique de façon nettement séparée, et d'éviter de faire des rapprochements trop hâtifs entre les deux domaines.

[AronSwartz]

merci pour vos réponses

finalement aprés avoir cherché sur le net la vitesse de déplacement des électrons dans un conducteur j'ai compris la différence entre la vitesse de propagation du signal Electrique et la vitesse de chaque electron

cependant :

Sa vitesse est la même en entrée et en sortie du récepteur, sans quoi il y aurait accumulation de charge, un embouteillage à la sortie.

si ça vitesse ne change pas, donc l'intensité ne change pas aussi, et pour tant le rôle des résistance c'est bien de diminuer l'intensité non ? ( je dis résistance parce que c'est la même chose qu'une lampe )

[AronSwartz]

Bonjour

Les analogies sont souvent trompeuses, car elle ne sont jamais totales : il arrive fatalement un moment où l'on tombe sur des différences dans les comportements qui induisent des divergences dans les raisonnements et les conclusions.

Celle que tu fais ici pourrait certainement s'appliquer dans le cas d'électrons circulant dans un tube à vide, mais dans un métal leur comportement est notablement différent, avec des phénomènes physiques à l'échelle atomique qui y sont passablement complexes.

Ainsi, il est plus juste de s'imaginer les électrons passer d'atomes en atomes en fonction des places qui se libèrent sur les atomes suivants dans leur mouvement général dans le matériau conducteur. Lorsqu'il s'établit, ce mouvement général (i.e. le courant électrique) se propage à une vitesse proche de celle de la lumière (environ 2/3 de la vitesse de la lumière dans le cuivre), alors que la vitesse de progression de chaque électron qui y participe est beaucoup plus faible (variable selon la densité de courant, et de l'ordre de quelques cm/h ou cm/min dans le cuivre). Les électrons passent leur temps à gagner et à perdre leur énergie cinétique tout le long du circuit électrique (dont ils ont d'ailleurs rarement l'occasion de faire le tour), de sorte qu'il est impossible de savoir ce qui se passe sur l'ensemble du circuit en se focalisant sur un seul électron, et réciproquement.

Tout l'intérêt de l'électricité et de l'électronique moderne en tant que sciences est de faire disparaître cette complexité au travers de concepts simples à appréhender et à manipuler à l'échelle macroscopique, comme le courant, la tension, la résistance, la capacité, l'inductance, etc. . On ne considère plus les électrons pris individuellement, mais l'ensemble du système qui les contient au travers de grandeurs physiques qui ne sont plus que des abstractions d'une réalité sous-jacente qu'on s'efforce d'oublier par soucis d'efficacité.

Je ne saurai trop te conseiller d'étudier les phénomènes électriques à l'échelle atomique et à l'échelle macroscopique de façon nettement séparée, et d'éviter de faire des rapprochements trop hâtifs entre les deux domaines.

donc celons toi je devrais abandonner l'idée d'étudier les l’électronique au niveau microscopique ?
pour faire une comparaison c'est comme en thermodynamique, on peut observer les variations de l’énergie interne d'un système, mais sans variation il est impossible de déterminer ça valeur car elle dépend des interaction qui se passent entre les particules de se système a l'état microscopique

[PA5CAL]

donc celons toi je devrais abandonner l'idée d'étudier les l’électronique au niveau microscopique ?

Non, pas abandonner, mais bien dissocier les deux domaines.

D'un côté, on peut faire de l'électronique pour concevoir et réaliser des montages sans jamais s'intéresser aux phénomènes à l'échelle atomique.

De l'autre, la connaissance de ces phénomènes ne permet pas de déduire le fonctionnement macroscopique d'un montage du fait de la trop grande complexité que cela implique (par exemple, les calculs relativement complexes équivalents à la seule application de la loi d'Ohm aux bornes d'une résistance rempliraient une demi-douzaine de pages).

Toute simplification permettant de passer simplement d'une échelle à l'autre est une source potentielle d'erreur. Par exemple, l'analogie que tu présentes dans le sujet est à la fois fausse du point de vue théorique et plutôt inutile du point de vue pratique.

[penthode]

pour résumer , on peut dire que :

on ne peut être à la fois ingénieur ET physicien....

et je dis heureusement , car quelques réalisations d'ingénieurs on été déclarées impossibles par les physiciens...

[Gwinver]

Bonjour, bonne année à tous.

Eh oui, comme a dit Mark Twain: "il ne savaient pas que c'était impossible, alors ils l'ont fait".

[PA5CAL]

pour résumer , on peut dire que :

on ne peut être à la fois ingénieur ET physicien....

et je dis heureusement , car quelques réalisations d'ingénieurs on été déclarées impossibles par les physiciens...

Je ne dirais pas exactement ça, parce que rien n'empêche d'être tantôt l'un et tantôt l'autre. Mais je suis tout-à-fait d'accord avec les idées que cela sous-entend :
- il s'agit de deux métiers différents,
- dans son travail, l'ingénieur ne s'appuie pas seulement sur les techniques et connaissances scientifiques acquises. Il peut mettre en œuvre des principes qui semblent marcher dans certaines limites même s'ils n'ont pas encore été compris ni valablement quantifiés, voire tirer partie de certains aspects exploitables d'informations notoirement fausses, le résultat final devant toutefois être éprouvé.

Mais sur ce second point, je crains que la profondeur de la réflexion nous éloigne un peu trop du sujet de cette discussion.