comportement du mercure sous courant électrique

[melchisedec]

Dans le métal liquide qu'est le mercure, comment se comporte les ions (dynamiquement) sous l'effet d'un courant électrique ?
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[invitee16ff47e]

Tiens voici une question qui avait été posée sur ce forum pour un solide, si je ne me trompe pas Rigolo comme question. J'aurais tendance a penser que les ions vont avoir tendance à aller en sens inverse... Comme dans un électrolyte. Qui fait l'expérience??

[invite7dd21654]

Salut
Je pense aussi que les ions se déplacent comme dans un éléctrolyte classique...
Toutefois dans le cas du mercure, y-a-t-il des ions présent ?

[melchisedec]

Salut
Je pense aussi que les ions se déplacent comme dans un éléctrolyte classique...
Toutefois dans le cas du mercure, y-a-t-il des ions présent ?

SI il n'y avait pas d'ions si vous me permettez, je vois mal comment le mercure pourrait être conducteur, ce qu'il est pourtant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3eb043e]

Variante de la même question : on a une cuve de mercure allongée horizontale où passe du courant. Que se passe-t-il quand on applique un champ électrique vertical ?

[invitea3eb043e]

Mille excuses : il s'agit d'un champ magnétique !

[zoup1]

C'est vraiment une quesition ou tu connais la réponse ?

[invitea3eb043e]

Je connais la réponse mais l'exercice est si instructif que je n'ai pas pu me retenir !
Sorry !

[invite5e34a2b4]

SI il n'y avait pas d'ions si vous me permettez, je vois mal comment le mercure pourrait être conducteur, ce qu'il est pourtant.

Le Mercure est un métal : ne peut-on pas imaginer qu'il conduit le courant comme n'importe quel métal le ferait, c'est-à-dire par ses électrons libres?
Ou est-ce que je me trompe complètement ?

[melchisedec]

Le Mercure est un métal : ne peut-on pas imaginer qu'il conduit le courant comme n'importe quel métal le ferait, c'est-à-dire par ses électrons libres?
Ou est-ce que je me trompe complètement ?

POur qu'il y ait des électrons libres, il faut nécessairement en face des ions positifs, où je me trompe ?

POur ce qui est du champ magnétique vertical appliqué à un segment horizontal de mercure parcouru par un courant il va avoir tendance à emmener son support dans une direction perpendiculaire au plan formé par la direction du courant d'une part et la direction du champ magnétique d'autre part, non ?

[Evil.Saien]

Salut,
pour le coup du champ magnétique, je dirais qu'une force de lorentz tend a séparer les ions des électrons, puis cette force est contre balencée par le champ électrique qui s'est formé...
Au final on obtiendrait une différence de potentielle entre les 2 cotés de la colonne horizontale (c'est le principe de fonctionnement d'un capteur a effet hall...)

[Evil.Saien]

Alors Jean-Paul, la solution ?? je suis impatient de la connaitre

[monnoliv]

Y-a-t'il des ions positif dans un conducteur comme le fer, le cuivre, ... ? Non. Il n'y a pas de raison qu'il y en ait dans le mercure. La conduction est électronique (vs ionique). Concernant le champ magnétique appliqué à un conducteur dans lequel circule un courant, c'est, comme l'a écrit Evil.Saien, l'effet Hall (forces de Lorentz) qui va créer une ddp dans le sens perpendiculaire au courant et au champ magnétique.

[melchisedec]

Y-a-t'il des ions positif dans un conducteur comme le fer, le cuivre, ... ? Non. Il n'y a pas de raison qu'il y en ait dans le mercure. La conduction est électronique (vs ionique). Concernant le champ magnétique appliqué à un conducteur dans lequel circule un courant, c'est, comme l'a écrit Evil.Saien, l'effet Hall (forces de Lorentz) qui va créer une ddp dans le sens perpendiculaire au courant et au champ magnétique.

Je me dois d'insister si il y a des électrons libres d'où viennent-ils alors ?

[monnoliv]

Dans un métal, tu as des électrons dit libres qui peuvent se déplacer, sous l'action d'un champ électrique, d'atome en atome et la charge totale d'un atome ne change pas puisqu'un électron est remplacé celui de l'atome voisin, et ainsi de suite. Tu vois qu'il n'est pas nécessaire d'avoir des ions (au sens "chimique", ex sel dans de l'eau) pour qu'il y ait courant électrique.

[Evil.Saien]

Salut,
moi je pense qu'il y a des ions positifs dans les métaux ! Forcement ! Un metal ou un semi-conducteur c'est la meme chose sauf que les niveau énergitique sont différent... Dans un semi conducteur, losrqu'il y a un electron libre, cela implique forcement qu'il y a un trou (un atome +) quelque part pour assurer le neutralité du specimen. Mais attention, la neutralitré du spécimen est assurée au niveau global, mais pas forcement localement si bine que des différences de potentiels peuvent se créer sous l'influence d'un champ magnétique par exemple.
La seul différence entre le mercure et les autres métaux, c'est la structure. Les atomes peuvent bouger dans le mercure, alors que dans les autres métaux les forces interatomique les en empechent...
Voila

[Evil.Saien]

J'ai oublié de dire un autre truc:
Ensuite dire que les electrons libres se deplacent d'atome en atome est faux ! Les electrons libres sont (comme leur nom l'inique) libres. Ils se deplacent librement a travers la lattice du metal, avec de temps en temps une collision dans un atome. C'est ce qui explique l'echauffement par effet joule, l'electromigration... Losque les atomes se deplacent de "voisin en voisin" c'est en fait un trou qui se deplace dans la direction opposée.

PS: désolé pour les fautes d'orthographe

[invite5e34a2b4]

Je suis pas convaincu Evil.Saien !
Pour moi, seuls les semi-conducteurs sont porteurs de trous. (comme dans le cas des diodes).
J'ai toujours appris que les métaux portaient des électrons libres qui peuvent se déplacer à longue distance. S'ils se déplacent, c'est dû à une différence de potentiel.
Mais bon, je vais faire des recherches sur Internet plus tard (j'ai pas le temps en ce moment) pour voir s'il existe vraiment des trous dans un conducteur vrai.

[invitea3eb043e]

J'étais absent ces derniers jours alors j'ailaissé la discussion en plan. Pardon aux impatients.
Il est exact que les tubes de courant le long de la cuve vont subir une pression de Lorentz horizontale qui s'ajoute à leur poids (vertical !).
La force horizontale sur un tube de longueur l et de section ds est bien sûr Bl i ds où i est la densité de courant (A/m²).
La force verticale est rho g l ds.
Tout se passe comme si la pesanteur était oblique d'un angle dont la tangente est le rapport de ces 2 forces : la surface libre va donc s'incliner.
L'élégance est que la personne qui a parlé d'effet Hall a raison aussi : il va falloir créer un champ électrique horizontal pour compenser la force de Lorentz et ce champ électrique va s'exercer sur les ions mercure chargés positivement.
Pas trop dur de voir que le résultat est le même : les ions voient une pesanteur inclinée et la surface libre s'incline.