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Potentiel électrique ?



  1. #1
    neokiller007

    Potentiel électrique ?


    ------

    Salut,

    Au collège on nous dit qu'une tension est une différence de "pression électrique" entre les bornes d'un récepteur. bref, ça ne veut strictement rien dire.
    Au lycée on nous dit que c'est une différence de potentielle électrique entre deux point de l'espace.(les bornes du récepteurs)
    Mais qu'est-ce que le potentielle électrique d'un point?

    Quelqu'un peut-il m'expliquer clairement, précisément et surtout physiquement.

    Merci.

    -----

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  3. #2
    deep_turtle

    Re : Potentiel électrique?

    Salut,

    Cette notion est très délicate. Je me lance mais je ne promets rien !

    Alors voilà, tu sais qu'une charge électrique peut être mise en mouvement lorsqu'on approche d'autre charges électriques. Une façon de décrire ça qui s'avère très efficace (même si ça peut sembler bizarre au début), c'est de dire que ces charges électriques qu'on approche créent quelqiue chose autour d'elles, dans tout l'espace, et que la charge initiale est sensible à ce quelque chose, qu'on appelle le champ électrique.

    Les physiciens notent E ce champ électrique et écrivent F = q E (bon en fait c'est des vecteurs mais on s'en fout à ce stade) où F désigne la force et q la charge électrique du début, celle qu'on met en mouvement.

    Plus E est élevé, plus la charge subit une force importante. Du coup, ça suggère une analogie, c'est un peu comme des objets qu'on pose sur une pente, plus la pente est élevée, plus ils subissent une force qui tend à leur faire dévaler la pente. Cette analogie s'avère très fructueuse et les physiciens la poussent plus loin. Si le champ électrique est analogue à une pente, il doit y avoir une quantité qui représente la heuteur (ben oui, la pente c'est une différence de hauteur entre deux points, pourquoi ce ne serait pas la même chose pour ce fameux champ électrique ?). Cet analogue de la hauteur, c'est le potentiel.

    J'arrête là, au cas où déjà c'est pas clair du tout. Dis-moi si c'est le cas.
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  4. #3
    neokiller007

    Re : Potentiel électrique?

    F=qE, q c'est la charge électrique du début, donc de l'objet qu'on veut déplacer?

    Si je suis ton raisonnement: par analogie, potentiel= différence de champs électriques, puisqu'une pente=différence de hauteur?

    Mais alors différence de quels champs électriques?

  5. #4
    deep_turtle

    Re : Potentiel électrique ?

    F=qE, q c'est la charge électrique du début, donc de l'objet qu'on veut déplacer?
    oui

    Si je suis ton raisonnement: par analogie, potentiel= différence de champs électriques, puisqu'une pente=différence de hauteur?
    Heu... non, relis bien c'est le champ qui est l'analogue de la pente, donc ce serait plutôt champ électrique = différence de potentiel. En fait c'est pas tout à fait ça, car une pente n'est pas égale à une différence de hauteur ;

    pente = différence de hauteur entre deux points séparés d'une distance d / distance d

    champ électrique = différence de potentiel entre deux points séparés d'une distance d / distance d

    (en fait il y a un signe de différence, mais c'est du pinaillage pour ce degré d'explication...)
    « D'avoir rejeté le néant, j'ai découvert le vide» -- Yves Klein

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    neokiller007

    Re : Potentiel électrique ?

    Et au niveau microscopique, comment se manifeste ce potentiel électrique?

  8. #6
    elect2008

    Re : Potentiel électrique ?

    Salut...

    Quelle est exactement ta question? Que veux-tu savoir...

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  10. #7
    neokiller007

    Re : Potentiel électrique ?

    Ben je pense avoir été clair: je veux savoir ce que signifie "potentiel électrique", et on m'a répondu, même si j'ai encore du mal à comprendre.
    Et j'ai maintenant une autre question: quelle est la manifestation physique du potentiel électrique?

  11. #8
    Etile

    Re : Potentiel électrique ?

    Plus précisement, le potentiel électrique n'est pas une différence de potentiel. C'est pour cela qu'il est défini à une constante près.
    Dans la pratique, on défini toujours le potentiel 0 arbitrairement, ce qui fait que lorsque l'on parle de potentiel, on effectue en réalité une différence de potentiel par rapport au potentiel 0.

    Le potentiel électrique est, comme son nom l'indique, un potentiel agissant sur des charges électrique. C'est à dire qu'à l'instar de la hauteur qui joue le rôle de potentiel pour les objets massiques, le potentiel électrique nous informe sur l'énergie potentielle qu'aurait une charge q placée en un point de l'espace correspondant à ce même potentiel.

  12. #9
    zapple

    Re : Potentiel électrique ?

    Je vais essayer d'expliquer ce que moi je comprend. Après chacun verra s'il y comprend quelque chose, mais c'est un peu long

    D'abord une analogie avec une masse m située à une hauteur z placée dans un champ de pesanteur. L'énergie potentielle est alors mgz (peu importe le signe, ca dépend uniquement du choix de la verticale). Si on veut maintenir cette masse à la hauteur h, il faut exercer sur lui une force extérieure opposée à son poids. Supposons que la masse parcourt le trajet d'un point A situé à au point B situé à , le travail de ne dépend pas du trajet suivi et est donnée par .

    Considérons maintenant une charge Q fixe. Elle exerce une force électrique sur une autre charge q située à une distance r. L'énergie potentielle d'interaction entre ces deux charges est . La charge q va donc soit être attirée, soit être repoussée par la charge Q, suivant leur signe. Pour maintenir la charge q à la distance r de Q, il faut qu'on exerce une force extérieure opposée à la force électrique. Si la charge q parcourt le trajet AB, le travail de ne dépend pas du chemin suivi et est donné par .

    On voit déjà l'analogie. L'énergie potentielle de pesanteur qui vient du fait de la "hauteur" de la masse par rapport au sol, et l'énergie potentielle électrique qui vient du fait de la distance entre une charge fixe qui exerce une force sur une charge mobile située à une distance r.

    On peut maintenant donner la définition directe du potentiel : le potentiel électrique en un point est défini comme l'énergie potentielle d'une charge "unité" placée en ce point. Cela veut dire qu'il y a une charge Q immobile qui produit un champ électrique partout, et qu'on emmene une charge q d'une distance lointaine à la distance r de Q. L'énergie potentielle en ce point r est , et pour simplifier, on prend la charge q égale à l'unité, ce qui signifie qu'il faut diviser par q, et c'est le potentiel électrique :.

    Pour résumer, on peut dire que le potentiel à la distance r d'une charge source (i.e. qui produit le champ) est égale à l'énergie à fournir (ou encore le travail accompli) pour amener une charge unité de l'infini (pour que le potentiel y soit pris comme égale à zéro) à la distance r.

    Il y a des subtilités que je n'ai pas dis. Comme le fait que seule la différence de potentielle a un sens. C'est pourquoi plus haut, le potentiel à l'infini est pris égale à zéro, et le potentiel ci-dessus est un potentiel "absolu".

  13. #10
    neokiller007

    Re : Potentiel électrique ?

    J'aime bien ton explication zapple.
    Mais j'ai un peu de mal à comprendre parce que je ne sais pas très bien ce qu'est la permitivité, j'ai jsute lu ce qu'il y a sur wikipédia.

  14. #11
    zapple

    Re : Potentiel électrique ?

    Ben la permititvité c'est juste une caractéristique du milieu. Ca n'entre pas en jeu pour comprendre les notions , ce qui ne veut pas dire qu'il ne faut pas savoir ce que c'est. Mais bon ici, ca n'apporte rien de plus à l'explication.

  15. #12
    curieuxdenature

    Re : Potentiel électrique ?

    Bonjour neokiller007

    Citation Envoyé par neokiller007 Voir le message
    Et j'ai maintenant une autre question: quelle est la manifestation physique du potentiel électrique?
    Il n'y en a pas qu'une.
    La première qui me vient à l'esprit, c'est la dissipation thermique.
    Une tension appliquée aux bornes d'une resistance peut porter cette dernière à une température telle qu'elle émet une quantité de lumière visible non négligeable, on a le principe de l'ampoule electrique. Le rendement de conversion est assez faible, quelques %.
    L'electronique, c'est fantastique.

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  17. #13
    ketchupi

    Re : Potentiel électrique ?

    Citation Envoyé par neokiller007 Voir le message
    Salut,

    Au collège on nous dit qu'une tension est une différence de "pression électrique" entre les bornes d'un récepteur. bref, ça ne veut strictement rien dire.
    Merci.
    Au contraire, c'est vraiment l'image même de la tension... une pression.

    Considères un tuyau d'arrosage. Tu ouvres le robinet, mais tu fermes l'embout pour que l'eau ne puisse pas sortir. Donc l'eau va remplir le tuyau à cause de la pression qui s'exerce au niveau du robinet. Puis, l'eau est stoppée en bout de tuyau, elle exerce une pression sur l'embout qui va devenir la même que celle au niveau du robinet.
    C'est EXACTEMENT la même chose pour le potentiel. Tu connectes un fil à une sphère métallique isolée. Tu allumes le générateur, les électrons vont donc être contraints de se déplacer jusqu'à la sphère d'où ils ne peuvent s'échapper. Pour pouvoir les amener jusque là, il a fallu les pousser, exercer une "pression", ce qu'on appelle en réalité un potentiel.
    Plus formellement, le potentiel est l'énergie qu'il a fallu fournir à une particule pour la déplacer dans l'espace d'un endroit à un autre. Dans le cas précédent, la sphère était initialement au potentiel 0, le générateur délivre un potentiel négatif, les électrons rejoignent les zones de fort potentiel.

    L'analogie pression <--> potentiel est utile pour se représenter ce qu'est un potentiel.
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

  18. #14
    ketchupi

    Re : Potentiel électrique ?

    Citation Envoyé par neokiller007 Voir le message
    Salut,

    Au collège on nous dit qu'une tension est une différence de "pression électrique" entre les bornes d'un récepteur. bref, ça ne veut strictement rien dire.
    Merci.
    Au contraire, c'est vraiment l'image même de la tension... une pression.

    Considères un tuyau d'arrosage. Tu ouvres le robinet, mais tu fermes l'embout pour que l'eau ne puisse pas sortir. Donc l'eau va remplir le tuyau à cause de la pression qui s'exerce au niveau du robinet. Initialement, la pression à l'embout est plus faible que celle du robinet, et donc l'eau se déplace dans le tuyau. Puis, l'eau est stoppée en bout de tuyau, elle exerce une pression sur l'embout qui va devenir la même que celle au niveau du robinet.
    C'est EXACTEMENT la même chose pour le potentiel. Tu connectes un fil à une sphère métallique isolée. Tu allumes le générateur, il fournit des électrons. Ces nouveaux électrons vont pousser les anciens jusqu'à la sphère, à l'endroit où il n'y a pas de charges encore présentes. Puis les électrons arrivés dans la sphère ne peuvent plus se déplacer car la sphère est isolée. Ainsi, pour pouvoir déplacer les électrons du générateur jusque sur la sphère, le générateur les a poussés, a exercé une pression à l'entrée du circuit, et les électrons sont allés dans une zone vide de charge.
    Au même titre qu'il faut une différence de pression pour déplacer de l'eau dans un tuyau d'arrosage, il faut une différence de "pression', ou potentiel, pour déplacer des électrons dans un circuit électrique.
    Plus formellement, le potentiel est l'énergie qu'il a fallu fournir à une particule pour la déplacer dans l'espace d'un endroit à un autre.

    Dans le cas précédent, si la sphère était initialement au potentiel 0, le générateur délivre un potentiel négatif, les électrons rejoignent les zones de fort potentiel. Au moment où le potentiel de la sphère devient le même que celui du générateur, plus rien ne bouge.

    L'analogie pression <--> potentiel est utile pour se représenter ce qu'est un potentiel.

    Cordialement.

    Désolé du DOUBLON
    On ne force pas une curiosité, on l'éveille. Daniel Pennac

  19. #15
    b@z66

    Re : Potentiel électrique ?

    D'ailleurs, la notion de potentiel n'est pas limitée à l'électricité, on la retrouve toujours dans d'autres domaines: mécanique, hydraulique,... En fait, cette notion porte bien son nom puisqu'elle mesure la potentialité d'un objet(masse, charge électrique) à se déplacer en acquérant de l'énergie cinétique(on a alors un transfert d'énergie "potentielle" vers de l'énergie cinétique). Ces potentiels varient en fonction de la hauteur dans un champs de gravité pour les objets massifs et peuvent également varier en fonction de la position dans un champs électrique pour les charges électriques.
    La curiosité est un très beau défaut.

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