La vitesse du courant peut varier, non?

[invite17ae6739]

Bonjour,

Dans un circuit ouvert, on peut assimiler la tension à une pression . Mais placons nous dans un circuit fermé,

Je ne comprend pas alors pourquoi la tension ne pourait corespondre à une vitesse ainsi qu'à une pression. En effet , dans un circuit hydraulique , plus la pression est grande , plus ,quand on ouvre le robinet ( donc ferme le circuit) , l'eau jaillira vite, c'est d'ailleurs pourquoi elle pourra aller plus haut. Ainsi, cette comparaison est-elle valable???

Pour un circuit donné, FERMé, est-ce que les électrons s'accélèrent quand la tension augmente??

Soit le circuit: pile, ampoule à filament et potentiometre.On ferme le circuit. Lorsque l'on diminue la résistance du potentiometre, l'ampoule brillera plus, donc c'est qu'il y a plus d'électrons qui passent dans le filament de l'ampoule (?) ; or la densité d'électron dans le circuit n'augmente pas, donc ne serait-ce pas parce que les électrons vont plus vite ????


Merci beaucoup,
Bonne fin de Week-end.

Alex
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[invitee369853d]

ben si la densité du courant augmente...
On a I= JS ou J est la densité de courant par unité de surface, et S la section... donc, vu que ta section ne bouge pas, une augmentation de courant implique une augmentation de la densité de courant....

la vitesse des electrons dans un milieu est juste limitée par le reseau du materiau. les collisions contre les atomes, et autres perturbations vont definir la vitesse de ces electrons...

A moins que mes souvenirs soient trop vieux

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Je crois que les notions de tension et d'intensité du courant électrique ainsi que leurs analogies sont un peu confuses !
La vitesse des électrons correspond plus au débit (i.e. l'intensité) qu'à une différence de "concentrations de charges" (la tension)...

Duke.

[invite17ae6739]

bonjour,
merci des réponses, mais,
si le débit augmente, la vitesse des électrons est plus grande...??? Peut-on calculer l'augmentation de la vitesse des électrons dans un circuit fermé en fonction de sa résistance et de sa tension???

J'avoue j'ai encore des idées confuses sur la véritable nature du courant .
Alex

[A voir en vidéo sur Futura]

[trebor]

Bonjour,
Si j'ai bien retenu mes cours, les électrons circulent relativement lentement dans les câbles du pôle négatif vers le pôle positif.
Ce qui est rapide c'est la mise en mouvement des électrons à 300.000 km/seconde, c'est à dire que pour un câble de 300.000 km de long, dés que le 1er électron se déplace, il faut 1 seconde pour que le dernier l'électron au bout du câble se déplace également (comme un long train qui se met en mouvement, "le dernier wagon démarre en retard"), mais l'ensemble des électons circulent lentement, mais je ne sais pas à quelle vitesse.
De plus, je ne sais pas te dire si la tension ainsi que la résistance dans le circuit modifie la vitesse de déplacement des électrons (courant).
Plus il y a de tension et plus le courant augmente dans un même circuit (si la résistance est identique).
U= RxI & I= U/R
Un ingénieur en électronique pourra peut-être te répondre.
Cordialement et A+

[curieuxdenature]

Bonjour Alexcmoi,

pour illustrer naïvement la difference entre la tension et la vitesse, il faut distinguer la rigidité des mailles d'une raquette de tenis avec la vitesse de la balle...
Les deux phénomènes sont liés, bien sûr, mais distincts.

La tension qui existe entre deux plaques de cuivre de 1 M² espacées de 1 m, permet de solliciter le déplacement des petits bouts de papier qui s'y trouvent. La vitesse atteinte par les confettis est en rapport avec la tension de la source, mais si tu remplaces le papier par des billes de caoutchouc alors tu constates une vitesse differente.

Donc la tension n'est pas une vitesse mais une force.
La gravité n'est pas une vitesse mais une force.
La cohésion nucléaire n'est pas une vitesse mais une force.


D'autre part, pour une même tension donnée, un electron atteindra une vitesse [racine de 1836] fois plus grande que celle d'un proton parce qu'il est 1836 plus leger que son compaire.

La vitesse du courant peut varier, avec la tension, avec la densité de matière du conducteur, avec la masse des corpuscules qui forment ce courant. La plus grande vitesse possible sera atteinte dans le vide car aucun obstacle ne vient freiner les ions soumis à une tension quelconque.

Une tension electrique, bien que son origine soit le plus souvent dûe aux electrons, c'est le moyen le plus pratique pour la produire, induit une vitesse differente si on l'applique à:
l'electron,
le proton,
un ion d'un élement chimique quelconque.

La tension n'est donc pas une vitesse. C'est une force responsable de la vitesse acquise par un corps chargé électriquement.

L'intensité d'un courant dépend de la tension appliquée entre 2 points d'un conducteur et se trouve limitée par la nature de ce conducteur.
L'intensité est une quantité de charges électriques déplacées, elle ne décrit pas leur vitesse mais leur nombre.
Donc, si la resistance augmente, c'est le nombre de charges qui diminue, pas leur vitesse.

Application numérique:
un courant de 1 ampère équivaut à un transport de 6,24 10¹⁸ electrons par secondes.

La vitesse des electrons dans le cuivre est connue pour être d'environ 0,66 fois la célérité de la lumière dans le vide, elle dépend de la qualité du conducteur et de sa production. On en tient compte lors d'une mesure de longueur de cable réseau avec l'appareil adéquat, c'est un coeff. assez peu variable autour de cette valeur.

Voilà, en gros, ce qu'il faut savoir sur la nature du courant.
Ne te limite pas à ça seulement

[invite5520a472]

Bon, j'ai chercher des informations sur mon interrogation de ce matin !
Je travail en chimie dans le traitement de surface. Et mon Cerveau a fait title sur un aspect qui me perturbe un peu...
La charge d'un éléctron est égale environ à 1.602.10-19 Coulomb. Le coulomb ? est-ce une force électromagnétique ?
Sur des redresseurs un compteur compte justement ces charges. Le nombre d'électrons qui l'ont traversé. Soit des Coulombs ou des A.s .
Mais mon petit bloquage c'est quand je fais intervenir des Watts. Une energie, des joules/ seconde...
Les coulombs ne sont-ils pas une énergie/ une force ? Existe t-il une corrélation entre les coulombs et joules ?
Je m'apercois que finalement EDF ne facture pas les éléctrons, mais l'energie qu'il fournissent. Donc ca me parait un peut trouble tout ça.
Donc au niveau micro voir même femtoscopique ! un éléctron soumis à une tension plus importante a t-il une charge plus importante que 1.602.10-19 coulomb ??? Est-ce que la cinétique a avoir directement avec cette force ?
Quel type d'énergie les electrons fournissent aux atomes traversés pour influencer leur couches éléctroniques ?
A chaque fois qu'un éléctron accumule de l'energie, peut-on parler d'électron volt ? Et si c'est le cas comment peut-on calculer la charge élémentaire en fonction de la distance pour fournir l'energie en électronvolts nécessaire aux déplacements des électrons ? (car c'est bien la nature du courant non ?)

[f6bes]

Bonjour à toi,
Commence par faire la différence entre puissance (par exemple en watts)
ET énergie (qui dépends de la puissance DURANT un certain temps.)
Vitesse électron : leur vitesse de déplacement équivaut à celle d'un escargot !
A+

[Nicophil]

A chaque fois qu'un électron accumule de l'énergie, peut-on parler d'électron volt ?

Oui, on peut parler de la différence d'énergie d'un électron en électron-volts (eV), ce qui nous intéresse est donc la différence de potentiel (ddp), en volts (V) ou joules par coulomb (J/C).

Et si c'est le cas, comment peut-on calculer la charge élémentaire en fonction de la distance pour fournir l'énergie (en électron-volts) nécessaire aux déplacements des électrons ? (car c'est bien la nature du courant, non ?)

La charge d'un électron est la même pour tous les électrons du Cosmos, en tout lieu et de toute éternité !
Même les relativistes forcenés l'admettent.

[invite5520a472]

Bonjour

Oui je suis d'accord avec toi. Mais EDF ne facture pas les Watts mais les Watts/h et il me semble que ca défini une quantité d'énergie ?
Ce qui me trouble en fait, c'est qu'un électron puisse fournir plus ou moins d'energie suivant la différence de potentiel. Je voulais surtout savoir de quelle nature était cette energie.
En fait EDF ne facture non pas seulement les électrons, mais aussi l'énergie pour les déplacer.
Mais mes petits éléctrons qui se déplacent à la vitesse d'un escargot, qu'elle energie fournit-il aux couchent électromagnétiques de nos atomes ? L'effet joule c'est... Mais c'est quoi l'effet joule concretement ? Les interactions ? Je sais que c'est une perte energétique. Mais comment ? Des électrons se font pousser contre leur gré de leur couche électronique. Mais pour les arracher à leur couche il faut leur fournir l'energie d'ionisation qui lui correspond ? En admettant que ce soit ça, Mais c'est pas ça... Puisqu'il doit aller sur un atome ou il manque un électron. Et à ce moment précis l'atome suivant a tout ces electrons.
Ah ! je ne vais pas dans le bon sens ! On retire un électron au premier puis le deuxième donne au premier et ainsi de suite ? Oui ce serait plus logique comme ca...

Donc un quantum d'energie est fournie grace à une force éléctromagnétique à un électron. Donc une force coulombienne.Une fois un ou plusieurs électrons arrachés de la couche éléctronique du premier atome, la force électromagnétique de cet atome va lui aussi générer assez d'energie pour capter un électron voisin. Et ainsi de suite. Ca aussi c'est étrange comme concept... Comment font-ils pour savoir que le circuit est fermé ?A moins que la charge généré par la pile soit directement transférée au bout du conducteur le plus éloigné. Ou est-ce en perpétuel mouvement ? Ou encore, est-ce que ca bouge seulement lorsque le circuit est bel est bien fermé ? Si on est dans notre dernier cas, qu'est ce qui transmet l'information du top départ de nos éléctrons ? Et encore une question intéressante ! La vitesse de propagation de l'info est-elle infinie ou limité ? Par exemple, on prend un circuit ouvert de 300 000 000 de km de long, le fait de le fermer, les électrons se mettrons instantanément à se déplacer ou bien si comme le dit einstein rien ne peut dépacer la vitesse de la lumière ? Soit dans ce cas, il faudrait attendre 1000 secondes ?
Mouais, ca part dans tous les sens. Et j'en suis désolé...
En fait j'ai trop de questions... J'essaie de me documenter, mais je n'ai encore rien trouvé de précis.
Je vais peut être arreter là. Merci en tous cas fabes pour avoir essayé de m'eclairer.

[Nicophil]

Des électrons se font pousser contre leur gré de leur couche électronique. Mais pour les arracher à leur couche il faut leur fournir l'energie d'ionisation qui lui correspond ?

L'effet joule c'est... Mais c'est quoi l'effet joule concretement ? Les interactions ? Je sais que c'est une perte energétique.

Les électrons qui dérivent dans la longueur d'un matériau conducteur sont dits "libres".

Cette liberté est toute relative puisque la résistance du matériau se manifeste par "l'effet Joule" (qui n'est pas une perte quand il sert dans un radiateur électrique...): le mouvement de ces électrons "libres" augmente l'agitation thermique des molécules du matériau conducteur.

Mais EDF ne facture pas les Watts mais les Watts/h et il me semble que ca définit une quantité d'énergie ?
Ce qui me trouble en fait, c'est qu'un électron puisse fournir plus ou moins d'energie suivant la différence de potentiel. Je voulais surtout savoir de quelle nature était cette energie.
En fait EDF ne facture non pas seulement les électrons, mais aussi l'énergie pour les déplacer.

Attention, il s'agit de watt-heures (ou wattheures), Wh (on ferait mieux de dire heures-watt!), une unité d'énergie comme le J ou l'eV.
Effectivement, alors que le compteur d'eau décompte les molécules d'eau, le compteur EDF décompte l'énergie.
Mais comme c'est toujours du 230 V, c'est toujours 230 eV par électron: il suffit donc de diviser l'énergie décomptée (en eV) par 230 V pour obtenir le nombre d'électrons...

Si on est dans notre dernier cas, qu'est ce qui transmet l'information du top départ de nos électrons ? Et encore une question intéressante ! La vitesse de propagation de l'info est-elle infinie ou limitée ? Par exemple, on prend un circuit ouvert de 300 000 000 de km de long, le fait de le fermer, les électrons se mettrons instantanément à se déplacer ou bien si comme le dit einstein rien ne peut dépasser la vitesse de la lumière ? Soit dans ce cas, il faudrait attendre 1000 secondes ?

Il y a une onde électromagnétique qui se propage dans le milieu isolant qui entoure le matériau conducteur.
A la vitesse de la lumière dans cet isolant (300.000 km/s dans le vide, moins sinon).

[Nicophil]

Correction

il s'agit de watts-heures (ou wattheures), Wh (on ferait mieux de dire heures-watts!), une unité d'énergie (comme le J et l'eV).

[invite5520a472]

Les électrons qui dérivent dans la longueur d'un matériau conducteur sont dits "libres".

Ah oui effectivement, j'avais oublié ce ptit détail. Mais même si il sont libres, il me semble quand même qu'ils appartiennent à l'atome qui les portait ?
Et oui je me plante aussi sur les w.h
Mais pourquoi une même quantité d'électron peuvent ils générer plus ou moins d'énergie ? Et quelle est cette énergie ?

Cette liberté est toute relative puisque la résistance du matériau se manifeste par "l'effet Joule" (qui n'est pas une perte quand il sert dans un radiateur électrique...): le mouvement de ces électrons "libres" augmente l'agitation thermique des molécules du matériau conducteur.

Quand on parle d'agitation thermique, on parle de phonon ? Donc par déduction c'est simplement le mouvement des électrons qui génèrent des forces électro magnétique au sein des mailles et qui créent des phonons par la même occasion ? ok

Quant au Coulomb ? C'est bien une energie aussi ? Une force ?
Merci.

[Nicophil]

Quant au Coulomb ? C'est bien une energie aussi ? Une force ?

Mais pourquoi une même quantité d'électron peuvent ils générer plus ou moins d'énergie ? Et quelle est cette énergie ?

De même que la même boule de pétanque te fera plus ou moins mal au pied selon la hauteur d'où tu la laisses tomber.

Il s'agit d'énergie potentielle :
- gravifique (en J/kg) pour une masse (en kg).
La boule de pétanque enregistre une différence de potentiel gravifique dans le champ gravifique terrestre entre ta main (altitude: 1 m) et ton pied au sol.

- électrique (en J/C ou V) pour une charge électrique (en coulombs).
Un électron enregistre une différence de potentiel (ddp) électrique entre l'entrée dans un conducteur et sa sortie.

Quand on parle d'agitation thermique, on parle de phonon ? Donc par déduction c'est simplement le mouvement des électrons qui génèrent des forces électro magnétique au sein des mailles et qui créent des phonons par la même occasion ? ok

Pas du tout !

[albanxiii]

Bonjour,

Ah oui effectivement, j'avais oublié ce ptit détail. Mais même si il sont libres, il me semble quand même qu'ils appartiennent à l'atome qui les portait ?

Les électrons libres sont indiscernables, et en plus pas très fidèles (ils passent d'un endroit à un autre sans se poser de question quand un champ électrique est appliqué). La notion d'appartenir à un atome n'a pas de sens pour eux.

Quand on parle d'agitation thermique, on parle de phonon ? Donc par déduction c'est simplement le mouvement des électrons qui génèrent des forces électro magnétique au sein des mailles et qui créent des phonons par la même occasion ? ok

Non.

@+

[f6bes]

La vitesse de propagation de l'info est-elle infinie ou limité ? Par exemple, on prend un circuit ouvert de 300 000 000 de km de long, le fait de le fermer, les électrons se mettrons instantanément à se déplacer ou bien si comme le dit einstein rien ne peut dépacer la vitesse de la lumière ? Soit dans ce cas, il faudrait attendre 1000 secondes ?

Bjr à toi,
La vitesse de l'information est forcément limitée.
Un électron a UNE masse il ne peut donc atteindre la vitesse de la lumiére.
La "transmision" de l'information est une chose, le dépalcement de l'électron en est une autre.
Petit exemple "imagé": les boules sont les électrons, l'information c'est le déplacement.
Dans cette vidéo tu vois que les électrons (boules ) ne bougent quasiment pas dans la chaine de transmission, par contre "l'information"
traverse...TRES VITE.
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...,d.d2k&cad=rja

Bonne journée

[Nicophil]

Donc par déduction c'est simplement le mouvement des électrons qui génèrent des forces électro magnétique au sein des mailles

C'est le générateur électrique qui génère le mouvement des électrons en mobilisant () l'interaction électromagnétique.