Notions de tension et de courant

[invitec94283aa]

Bonjour,

J'aimerais être au clair sur les notions de tension et de courant.

Prenons le cuivre comme conducteur, le cuivre a un seul électron sur sa couche périphérique. Les électrons libre sont déplacés par la force électromagnétique qui régit dans ce conducteur. Ils me semblent que ces électrons se libèrent uniquement si ils acquièrent suffisamment d'énergie, je ne comprends pas cette étape, d'où vient cette énergie?

Prenons maintenant une pile, le + possède un excédent d'électrons alors que le - lui est dépourvue d'électrons, ainsi on peut dire qu'il y a une différence de potentiel vu que la charge des atomes sur le + est positive alors que celle sur le - est négative. Ainsi les électrons s'attirent, cette différence de charge crée donc un courant électrique. Mais alors comment peut-on dire qu'une tension sans courant est possible ? peut-être que je n'ai pas bien compris ce qu'est vraiment une tension, pour moi la tension c'est la différence de la charges des atomes entre le + et -

J'espere que vous pourrez m'aidez, merci
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Dans un métal, une bonne partie des électrons externes n'est plus liée à un atome particulier, mais chaque électron est partagé par tout le métal et se comporte presque comme s'il était une particule libre: c'est un électron libre. Il n'est pas besoin de fournir de l'énergie pour cette libération. Le fait de mettre des atomes ensemble crée des niveaux d'énergie plus basse (avec l'électron partagé entre plusieurs atomes) et libère de l'énergie. Il faut, au contraire, fournir de l'énergie pour arracher un atome (avec son électron) à un solide. Vous avez probablement déjà entendu parler de la liaison covalente qui fait que pour casser une molécule diatomique en atomes isolés il faut fournir de l'énergie. Ici c'est la même chose mais avec un tas d'atomes et non avec deux seulement.

Dans une pile le pôle + possède un très, très, très, très,.... petit déficit en électrons et le pôle - un très, très, très, très,.... petit excès d'électrons. D'ailleurs ce déficit et cet excès se limite à la surface et non au volume du conducteur qui forme le pôle.
Cette différence de charge de surface crée un champ électrique entre les deux pôles. Si des électrons plus ou moins libres se trouvent entre les deux pôles, le champ électrique accélèrera les électrons vers le pôle positif. Ces électrons peuvent être dans l'espace (vide ou avec du gaz) ou dans un liquide ou un solide qui relie les deux pôles.

La tension n'est pas "la différence de charges", mais correspond (avec un facteur) à la différence d'énergie potentielle des électrons entre un endroit où ils sont plus concentrés et un autre où ils sont plus dilués. Le tout avec un signe "-" car les électrons ont une charge négative.
Au revoir.

[invitec94283aa]

Mais il y a quelque chose que je ne comprends pas bien dans l'exemple de la pile. Au début on a un coté ou il y a un déficit d'électrons et de l'autre un excédent d'électrons. Mais au bout d'un certain temps les charges des atomes s'équilibrent et donc il n'y a plus de tension. Je dis ça parce que je fais référence à une analogie : on a 2 lacs , l'un qui est presque vide l'autre presque plein, si on les relie l'eau va s'équilibrer puis la différence de potentiel va être nulle.

[b@z66]

Mais il y a quelque chose que je ne comprends pas bien dans l'exemple de la pile. Au début on a un coté ou il y a un déficit d'électrons et de l'autre un excédent d'électrons. Mais au bout d'un certain temps les charges des atomes s'équilibrent et donc il n'y a plus de tension. Je dis ça parce que je fais référence à une analogie : on a 2 lacs , l'un qui est presque vide l'autre presque plein, si on les relie l'eau va s'équilibrer puis la différence de potentiel va être nulle.

Ben oui, c'est pas révolutionnaire... Les piles électriques finissent aussi par se vider de leur charge et donc de leur tension. Le simple fait de remplacer des piles n'est strictement pas lié à autre chose.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec94283aa]

En fait le phénomène très important dans un circuit avec une pile, c'est la tension car c'est elle qui permet la circulation des électrons. Le courant électrique intervient que parce que il y a une tension.

J'ai d'autre questions:
- Comment une source de tension fait-elle pour ne jamais être "vidé" (elle a toujours la même tension)? Comment peut-on avoir une source de courant sans tension ?
- Et le courant électrique je ne comprends pas très bien : c'est le nombre d'électrons qui passe a un même endroit? Comment on peut définir ce débit, cette vitesse de passage et pourquoi cette vitesse d'électrons ne varie jamais, comment fait-elle pour être constante?

Merci pour vos explications

[f6bes]

- Comment une source de tension fait-elle pour ne jamais être "vidé" (elle a toujours la même tension)? Comment peut-on avoir une source de courant sans tension ?

Bjr à toi ,
Je ne répondrais qu'à cette question en t'en posant une autre :
Qu'est ce qui te fait dire qu'une source de tension (quel genre)n'est JAMAIS vidée?

D'aprés toi une batterie , une pile , si l'on ne fait QUE leur tirer du courant, penses tu qu'elles ne se vident pas ??
Bien sur une batterie si tu la "remplis " au fur et à mesure de l'utilisation , tu ne la vides pas.
A quoi servent les "chargeurs" d'aprés toi ?

Une source de courant (secteur) est "réalimenter" en permanence par les turbines des alternateurs au tout début de la chaine de production!!!
Les electrons se dépalcent à la vitesse d'un escargot.
Leur vitesse n'est pas TOUJOURS la meme dans un conducteur et dans un tube électronique par ex , elle est différentes.

A+

[b@z66]

Bjr à toi ,
Je ne répondrais qu'à cette question en t'en posant une autre :
Qu'est ce qui te fait dire qu'une source de tension (quel genre)n'est JAMAIS vidée?

D'aprés toi une batterie , une pile , si l'on ne fait QUE leur tirer du courant, penses tu qu'elles ne se vident pas ??
Bien sur une batterie si tu la "remplis " au fur et à mesure de l'utilisation , tu ne la vides pas.
A quoi servent les "chargeurs" d'aprés toi ?

Une source de courant (secteur) est "réalimenter" en permanence par les turbines des alternateurs au tout début de la chaine de production!!!
Les electrons se dépalcent à la vitesse d'un escargot.
Leur vitesse n'est pas TOUJOURS la meme dans un conducteur et dans un tube électronique par ex , elle est différentes.

A+

Pour la première question, Lionel faisait sans doute allusion à la tension du secteur ou aux alimentations directement branchées sur le secteur. Dans ces cas là, on a en réalité affaire à un véritable circuit: à la différence du cas de la pile où les deux bornes ne sont pas reliées de manière interne à la pile et où les charges passent seulement d'une borne à l'autre par l'intermédiaire de la portion de circuit extérieure à la pile, les charges électriques font des tours complets du circuit et repasse systématiquement par les même points, dans les cas de tension induites par le mouvement des turbines ou au secondaire d'un transformateur(sur le chemin de ton logement par exemple). On peut comparer ça à un remonte-pente ou à une pompe dans le cas de l'analogie avec les lacs: le champ électrique induit au secondaire d'un transformateur est la pompe qui permet au électrons de remonter dans le réservoir supérieur et c'est la tension issue ainsi de la polarisation du secondaire qui les fait redescendre en bas(comme des skieurs ou de l'eau sous l'effet de la gravité).

[b@z66]

En fait le phénomène très important dans un circuit avec une pile, c'est la tension car c'est elle qui permet la circulation des électrons. Le courant électrique intervient que parce que il y a une tension.

J'ai d'autre questions:
- Comment une source de tension fait-elle pour ne jamais être "vidé" (elle a toujours la même tension)? Comment peut-on avoir une source de courant sans tension ?
- Et le courant électrique je ne comprends pas très bien : c'est le nombre d'électrons qui passe a un même endroit? Comment on peut définir ce débit, cette vitesse de passage et pourquoi cette vitesse d'électrons ne varie jamais, comment fait-elle pour être constante?

Merci pour vos explications

L'analogie du courant électrique avec la vitesse n'est pas si bonne(même si elle est liée). En réalité, l'analogue du courant électrique serait plutôt alors le débit de l'eau. Et dans les circuits, généralement(l'exception étant les condensateurs), on considère qu'il n'y a pas d'accumulation ou de variation de la quantité de charge électrique à n'importe quel endroit(fil de connexion, résistance, inductance,...) et la conséquence immédiate de cela est la conservation du courant. C'est comme le fait que de retrouver, à la sortie d'un tuyau d'arrosage, l'eau qui y était rentrée implique nécessairement que le débit en entrée est égal à celui à sa sortie.

PS: sinon, rien n'empêche effectivement la vitesse des électrons de varier le long d'un circuit: c'est le débit qui doit rester le même.