Intensité à travers un condensateur

[coussin]

Re.
Vous pouvez déjà essayer de faire comprendre ce qui se passe dans un condensateur sans diélectrique. Les condensateurs avec le vide comme isolant sa existe.
A+

Que dire sauf que là au moins on est sûr qu'il n'y a pas de courant entre les armatures, continu ou alternatif
Le seul courant dans ce cas ce serait d'éventuelles étincelles mais c'est justement pour éviter ça qu'on met un diélectrique entre les armatures
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[david_champo]

Bonsoir et merci à tous,

Cette conversation m'a éclairée sur pas mal de point.

Par contre, je veux être sur d'avoir saisi. Au niveau de la quatrième équation de Maxwell. L'expression mathématique de variation du champs magnétique correspondant à la variation de champs électrique est donnée par :



Donc la première composante est le "vrai" courant dû aux charges électriques et le second terme correspond au "faux" courant dû aux variations du champ électrique ?

[coussin]

Je ne sais pas ce que tu entends par vrai ou faux courants…
Le j de cette équation est le j total, qu'on décompose souvent dans la littérature en courants dus aux charges libres et liées. Je n'aime pas cette dénomination qui pour moi ne veut pas dire grand chose… Je préfère utiliser les termes de charges vraies et de charges de polarisation.
Le courant dû aux charges vraies est un vrai courant : c'est littéralement des vraies charges qui bougent
Le courant dû aux charges de polarisation est la dérivée temporelle de la polarisation et fait référence aux densités surfaciques et volumiques de charges de polarisation qui sont des charges fictives.
La dérivée temporelle de E ne fait intervenir aucun courant…

[david_champo]

Merci coussin,

Le courant dû aux charges de polarisation est la dérivée temporelle de la polarisation et fait référence aux densités surfaciques et volumiques de charges de polarisation qui sont des charges fictives.

Est ce que le condensateur est le seul composant où l'on observe ce courant du aux charges de polarisation ?

[coussin]

Dans n'importe quel diélectrique
Un diélectrique ou un conducteur sont formés d'atomes. Ce point est je pense clair Si ces atomes sont soumis à un champ électrique externe, il vont se polariser (c'est je pense clair aussi : un champ va tirer les noyaux positifs d'un côté et le nuage électronique de l'autre. Donc, ça polarise).

C'est ici qu'intervient la différence entre métaux et diélectriques : dans un métal, un champ électrique ne pénètre pas (sauf sur une petite épaisseur de peau). Aucune possibilité donc de polariser les atomes du métal.
Dans un diélectrique, un champ électrique pénètre et polarise les atomes du diélectrique.

C'est tout du moins comme ça que je vois les choses. Qu'on me corrige si je me trompe

[Geo77]

Re



C'est là où je ne vous suis plus. Comment peut-on dire qu'il y a un courant dans le condensateur ? Alors que par définition même le courant est défini comme le nombre de charges élémentaires par unité de temps traversant une surface. Il y a déplacement de charge au sein du condensateur ? Pour moi le courant n'était valable qu'aux bornes du condensateur mais n'existe pas à l'intérieur du condo. C'est où que je loupe quelque chose ?

Quand les plaques d'un condensateur se chargent, il y a un courant d'electrons qui entrent et s'accumulent dans une des plaques, et un courant d'electrons qui sortent de l'autre plaque qui "se vide" de ses electrons, les electrons qui rentrent d'un côté ne sont donc pas les mêmes que ceux qui sortent de l'autre.

Il peut aussi y avoir un courant de fuite (très faible) car l'isolant entre les plaques est souvent très mince et rarement parfait.

[b@z66]

Bonsoir et merci à tous,

Cette conversation m'a éclairée sur pas mal de point.

Par contre, je veux être sur d'avoir saisi. Au niveau de la quatrième équation de Maxwell. L'expression mathématique de variation du champs magnétique correspondant à la variation de champs électrique est donnée par :



Donc la première composante est le "vrai" courant dû aux charges électriques et le second terme correspond au "faux" courant dû aux variations du champ électrique ?

Oui, c'est ça. D'ailleurs, dans le cas du condensateur, la présence de ce "faux-courant"(qu'on appelle plus couramment courant de déplacement) est assez démonstratif de son intérêt. Les fils qui alimentent les armatures du condensateur créent un champ magnétique autour du condensateur étant donné qu'ils sont parcourus par un "vrai" courant "j", en vertu du théorème d'ampère et des courants enlacés dans un contour dont la surface est traversée par ces fils(ou de l'équation de Maxwell-Ampère). Toutefois, en s'appuyant sur le même "contour" mais dont la surface passe cette fois à travers le diélectrique, on se rend compte que c'est le courant de déplacement qui, au niveau du diélectrique, joue le même rôle que celui du vrai courant, au niveau des fils, pour redonner le même résultat concernant la circulation du champ magnétique autour du contour choisi. Cela n'a rien d'étonnant quand on se rend compte que la variation temporelle du champ électrique dans le diélectrique(courant de déplacement) est tout simplement due au "vrai" courant dans les fils qui alimentent les armatures du condensateur(et dont la conséquence est la variation des charges contenues dans chaque armature).

[invite6dffde4c]

Bonsoir et merci à tous,

Cette conversation m'a éclairée sur pas mal de point.

Par contre, je veux être sur d'avoir saisi. Au niveau de la quatrième équation de Maxwell. L'expression mathématique de variation du champs magnétique correspondant à la variation de champs électrique est donnée par :



Donc la première composante est le "vrai" courant dû aux charges électriques et le second terme correspond au "faux" courant dû aux variations du champ électrique ?

Bonjour.
Oui, c'est bien cela.
Et ce "faux courant" n'a pas besoin ni de polarisation ni de charges de polarisation car il a lieu aussi (et surtout) dans le vide.

Mais puisque vous avez pris la peine d'écrire l'équation, regardez ce qui arrive quand on prend la divergence des deux côtés.
À gauche c'est zéro car la divergence du rotationnel est toujours zéro. Et à droite vous avez la divergence du courant "vrai" plus l'autre terme.
C'est avec ceci que Maxwell s'aperçut qu'il manquait le second terme de droite. La divergence du courant est nulle en continu, mais pas en transitoire. Si vous faites exploser un pétard chargé positivement, pendant l'explosion, la divergence du courant sera positive. Donc, il fallait le "terme manquant". Ce terme décrit comment, si le courant diverge, cela correspond à une augmentation de la charge négative et à une augmentation correspondante du champ électrique (convergeant vers l'endroit).
Au revoir.

[f6bes]

Bjr à tous,
Il y aqq chose qui m'intrigue: sur certains condensateurs une "intensité" ( à ne pas dépasser) figure dans les caractéristiques de celui çi.
Sinon risque de ...boum ou du moins échauffement.
Ex: j'ai condo sur lequel figure courant maxi 2.4 A (cest un polarisé 400v 470 uF)
J'en ai d'autre (utilisés en HF) avec comme indication : 1.2 A , 3000 kcs, 50 pF, 3000 v.

Ca correspond donc à quoi ces intensités "traversantes" (évitez moi les formules et explications TROP sophistiquées ...pour mes petits neurones).
Bon W E

[invite6dffde4c]

Bonjour F6bes.
La limitation est due aux pertes ohmiques et/ou diélectriques.
En HF ce sont sûrement des pertes diélectriques. Mais en basse fréquence peut-être que les pertes ohmiques dans les connexions et dans les armatures jouent aussi. Surtout pour des condensateurs aux armatures bobinées.
Pour les électrochimiques je ne suis pas sur de quelles pertes sont les plus importantes.
Cordialement,

[coussin]

Quelque chose me chifonne… On dit toujours qu'il n'y a pas de champs dans un conducteur parfait.
Mais si je prends un fil de cuivre et y applique une différence de potentiel entre ses extrémité, bah il va y avoir un courant électrique (c'est le principe d'un fil électrique ). Qu'est-ce qui fait bouger les électrons dans le fil de cuivre s'il n'y a pas de champs ?

[b@z66]

Quelque chose me chifonne… On dit toujours qu'il n'y a pas de champs dans un conducteur parfait.
Mais si je prends un fil de cuivre et y applique une différence de potentiel entre ses extrémité, bah il va y avoir un courant électrique (c'est le principe d'un fil électrique ). Qu'est-ce qui fait bouger les électrons dans le fil de cuivre s'il n'y a pas de champs ?

...ou plutôt qu'est ce qui ne les feraient pas bouger? Dans un conducteur parfait, les électrons ne sont pas ralentis par des frottements donc si on fait rentrer un courant dans ce fil(la force électromotrice s'appliquant à d'autres endroits d'un circuit que simplement dans les fils d'interconnexion), il n'y a pas de raison que ce courant s'amenuise à sa sortie et donc pas de nécessité qu'une partie d'un champ électrique se reporte dans des fils d'interconnexion supposés sans "résistance".

PS: bien sûr si tu appliques une tension à un conducteur parfait uniquement, tu auras un champ électrique à son intérieur mais, alors, attention au prodigieux court-circuit provoqué!!!

[coussin]

Oublions alors le métal parfait et considérons un métal réel.
Les champs ne pénètrent que sur une épaisseur de peau. Je réitère ma question : qu'est-ce qui entretient le mouvement des électrons tout le long du fil conducteur s'il n'y a aucun champ dans le fil ?

[david_champo]

Bonjour,

Oublions alors le métal parfait et considérons un métal réel.
Les champs ne pénètrent que sur une épaisseur de peau. Je réitère ma question : qu'est-ce qui entretient le mouvement des électrons tout le long du fil conducteur s'il n'y a aucun champ dans le fil ?

Je vois pas comment non plus. D'ailleurs à quoi ça correspond un conducteur parfait ? Si on prend l'expression il faudrait un terme infini pour dire par déduction que E=0.

Or, l'expression de est .

A quoi correspondrait un conducteur parfait :
- Un nombre de charges infini ?
- Une constante diélectrique infinie ?

On peut toujours dire que ça correspond à une vitesse de propagation infini... mais jusqu'où ? Au dessus de la vitesse de la lumière ?

[coussin]

Oublions les métaux parfaits qui ne sont pas physiques (oui, ils correspondent à des charges qui se déplacent infiniment vite)
Je maintiens ma question pour un conducteur réel

[david_champo]

Bonsoir,

Oublions les métaux parfaits qui ne sont pas physiques (oui, ils correspondent à des charges qui se déplacent infiniment vite)
Je maintiens ma question pour un conducteur réel

Je me trompe peut-être mais l'effet de peau n'est valable que pour les hautes fréquences. Pour ces fréquences, le courant ne se déplace qu'en surface des conducteurs, non ? Et par conséquent, le mouvement des électrons n'est entretenu qu'en surface par effet de groupe.

[b@z66]

Oublions alors le métal parfait et considérons un métal réel.
Les champs ne pénètrent que sur une épaisseur de peau. Je réitère ma question : qu'est-ce qui entretient le mouvement des électrons tout le long du fil conducteur s'il n'y a aucun champ dans le fil ?

Je réitère ma réponse. Pourquoi le mouvement des électrons aurait t-il besoin d'être entretenu? Dans un conducteur parfait, j'ai déjà donné ma réponse(qui n'implique pas nécessairement un courant infini si justement le champ électrique interne est "nul"). Dans un conducteur réel ou ohmique, le courant passe où se situe la pénétration du champ électrique(en surface donc) afin d'être effectivement ici entretenu pour compenser les pertes joules provoquées.

PS: pour un conducteur parfait, l'épaisseur de peau est nulle mais comme le courant ne subit pas de perte, il peut passer partout dans une section de fil.

[b@z66]

Bonsoir,



Je me trompe peut-être mais l'effet de peau n'est valable que pour les hautes fréquences. Pour ces fréquences, le courant ne se déplace qu'en surface des conducteurs, non ? Et par conséquent, le mouvement des électrons n'est entretenu qu'en surface par effet de groupe.

...et en basses fréquences, l'épaisseur de peau est importante, ce qui fait que le champ électrique peut pénétrer plus profondément.

[invite6dffde4c]

Je me trompe peut-être mais l'effet de peau n'est valable que pour les hautes fréquences. ...

Re.
Détrompez-vous. A 50 Hz, pour de l'aluminium, la profondeur de peau est de 2 cm.
Ce qui pose de limites au diamètre des conducteurs des lignes HT.
A+

[coussin]

Je réitère ma réponse. Pourquoi le mouvement des électrons aurait t-il besoin d'être entretenu? Dans un conducteur parfait, j'ai déjà donné ma réponse(qui n'implique pas nécessairement un courant infini si justement le champ électrique interne est "nul"). Dans un conducteur réel ou ohmique, le courant passe où se situe la pénétration du champ électrique(en surface donc) afin d'être effectivement ici entretenu pour compenser les pertes joules provoquées.

PS: pour un conducteur parfait, l'épaisseur de peau est nulle mais comme le courant ne subit pas de perte, il peut passer partout dans une section de fil.

OK, je retiens donc que quand on parle de courant électrique dans un fil, c'est seulement dans l'épaisseur de peau, là où il y a des champs.

Re.
Détrompez-vous. A 50 Hz, pour de l'aluminium, la profondeur de peau est de 2 cm.

OK. C'est donc une donnée à avoir en tête quand on dit que les champs sont forcément nuls dans un conducteur…

[coussin]

Dernière contradiction qui me vient : Quand on regarde les graphes des indices de réfraction complexe n+i*k pour les métaux, on voit que ceux-ci divergent aux basses fréquences. C'est confirmé par un modèle de Drude par exemple où la permittivité d'un métal diverge en 1/omega.
– La conclusion que l'on tire de ça est que n'importe quel métal se rapproche d'un conducteur parfait aux basses fréquences.
– Ce qui est selon moi en contradiction avec le fait que l'épaisseur de peau augmente aux basses fréquences