vecteur de Poynting

[invite5a3f1412]

il y a t'il une relation entre le vecteur de Poynting et le potentiel dans un circuit
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[Gwyddon]

On a par définition . Or on a , donc on a bien ici un lien entre potentiel et Poynting

[invite5a3f1412]

Merci tous a fait d'accord
Mais le probleme est de deteminé E et B dans le cas d'un circuit simple par exemple generateur fils résistance

[Ravaner]

Attention Poynting concerne les champs radiants, pas d'onde, pas de Poynting

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5a3f1412]

cependant il y a bien une onde qui se propage dans un circuit électrique

[GillesH38a]

Oui il y a un vecteur de Poynting même en régime permanent : c'est un exercice classique de calculer le vecteur de Poynting d'un conducteur cylindrique parcouru par un courant homogène (avec le champ B induit et le champ E responsable du courant). On trouve un flux par unité de longueur égal à la puissance dissipée par effet Joule : le champ transfère en permanence de la puissance aux conducteurs qui le reperdent en effet joule, donc chaleur (si on calculait le flux de Poynting du rayonnement thermique émis, il compenserait exactement le précédent en régime permanent).

Donc il ne suffit pas d'avoir une ddp, il faut aussi un courant pour produire B ( et dissiper l'énergie).

[invite5a3f1412]

est ce que cette energie transfere est celle qui est transmis au électron pour accroitre leur energie potentielle

[GillesH38a]

Elle est bien transmise aux électrons mais leur énergie potentielle ne s'accroit pas, au contraire elle diminue (en fait la puissance transmise aux électrons est égale à celle développée par la force électrique, due à la diminution du potentiel -eV ). L'énergie potentielle diminue, elle est transformée en énergie cinétique, qui est recédée aux noyaux par collisions (résistivité), qui la dissipent sous forme de chaleur.

[invite5a3f1412]

Cependant au depart lors de l'établissement du champ électrique sur le circuit , nous avons bien une augmentation des potentiels des électrons qui est ensuite convertit en energie cinétique pour pouvoir par exemple vaincre la résistance des matériaux

[Nekama]

Bonjour Pascal,

votre question est-elle :

si on relie les bornes d'une batterie par un fil métallique, que se passe-t-il ?

ou bien :

si une spire fermée est soumise à une variation de flux, que se passe-t-il ?

Je ne dis pas que j'ai la réponse mais je pense qu'on ne peut pas mélanger les 2 cas sans risque de s'emmêler les pinceaux surtout que vous vous intéressez à ce qui se passe dans les détails au niveau microscopique, est-ce bien cela ?

[invite5a3f1412]

si on relie les bornes d'une batterie par un fil métallique, que se passe-t-il ?

[GillesH38a]

Cependant au depart lors de l'établissement du champ électrique sur le circuit , nous avons bien une augmentation des potentiels des électrons qui est ensuite convertit en energie cinétique pour pouvoir par exemple vaincre la résistance des matériaux

La phase initiale d'établissement du champ est un peu compliquée, c'est un régime transitoire et il dure tres peu de temps (en particulier lorsque le potentiel dépend du temps l'énergie n'est PAS conservée).

Je parle du régime permanent dans lequel les électrons s'ecoulent en remontant le potentiel, donc leur énergie potentielle -eV diminue (NB elle "remonte" à l'intérieur du générateur par suite de la fem ). Le vecteur de Poynting est alors stationnaire et il décrit le flux d'énergie transmis du champ à la matière.

[invite5a3f1412]

tu as de plus ample renseignement au niveau de l'etablissement de ce champ , durant la phase transitoire reference ou phenomenes

[Nekama]

Bonjour Pascal,

On va négliger dans un premier temps la polarisation que subit le fil quand il est dans l'espace de par la présence du champ électrique dû à la présence des 2 électrodes polarisées.

On considère que le fil est relié à la cathode (et donc au potentiel de la cathode) et on regarde ce qui va se passer quand il entre en contact avec l'anode.

Enfin, pour faire simple, on va considérer que le fil est une barre rigide parfaitement droite, de section constante, qui relie les 2 électrodes de la batterie.

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En premier jet, je dirais ceci mais il faut en discuter :

Au moment où le fil entre en contact avec l'anode, que se passe-t-il ?

La présence de l'excès de charges (+) à l'anode attire les électrons du métal et créée un zone de charge d'espace ZCE positive au niveau du fil de l'extrémité du fil.

Le champ résultant de la ZCE (+) attire les électrons de proche en proche qui vont "s'écouler" vers l'anode.

Cette ZCE se propage comme un front d'onde à la vitesse de la lumière vers la cathode et laisse derrière elle une zone avec un champ électrique "résiduel" de plus en plus faible (*)

Quand elle atteint la cathode, la ZCE disparait. Elle a laisse derrière elle un champ électrique résiduel constant.

(*) Le champ électrique vaudrait : E = - V/x avec x, la distance parcourue depuis la cathode et finirait par valoir E = -V/d

Cette charge résiduelle est surfacique car la densité de charges *dans* un métal est nulle.

[invite5a3f1412]

ok c'est le la zone de charge d'espace est defini dans une diode par une region ou il n'y a pas de charges , mais ou il existe un champ crée par les porteurs de charges majoritaires ayant migre de la zone n vers P et de P vers n

Si je suis ton raisonnement

Dans notre cas ce sont les électrons qui se deplace vers le pole + creant deriere un deficit soit des ions positifs ces ions positifs vont a leur tour attiré des électrons et ainsi de suite jusqu'a l'anode

ok

tu as des complement avec cette idee ,

[Nekama]

Les idées, ce n'est jamais ce qui manque...

1/ le déficit finit par être comblé. C'est obligatoire

2/ c'est la charge en surface qui finit par générer le champ électromoteur

3/ ce serait intéressant de tracer le diagramme de potentiel en fonction du temps pour voir ce qui se passe au niveau du champ "résiduel" (le mot est mal choisi) en fonction du temps.

4/ on peut rajouter une section 2 fois plus faible dans le fil et imaginer ce qui se passe.

5/ on peut mettre 2 materiaux de nature différente cote à cote pour imaginer ce qui se passe.

6/ ce modèle ne colle pas avec l'interprétation quantique qui "délocalise" les électrons cad qui les repartit partout dans la bande de conduction du métal...

[invite2b57d5b4]

bonjour à tous ,je voulais juste rajouté que le vecteur de poynting represente le flux de la puissance à travers une surface S. dans le cas d'un circuit simple la puissance moyenne est ainsi égale à : P=(1/2).V.I* où V est le potentiel et I* le conjugué de l'intensité traversant le circuit et ainsi on peut determiner les parametres du circuit si on a la valeur du vecteur de Poynting.