exercice de physique

[invite032abae8]

D'après les documents suivants :

Doc 1 : Conductance de divers métaux (pour des fils de même longueur et même diamètre)
NOM DU MÉTAL : Or; CONDUCTANCE (10⁶S) : 44,2; DENSITÉ (g/cm³) : 19,4;
PRIX AU GRAMME : 66,1 euros
NOM DU MÉTAL : Aluminium; CONDUCTANCE (10⁶S) : 36,9; DENSITÉ (g/cm³) : 2,7;
PRIX AU GRAMME : 0,046 euros
NOM DU MÉTAL : Fer; CONDUCTANCE (10⁶S) : 10,1; DENSITÉ (g/cm³) : 7,9;
PRIX AU GRAMME : 0,053 euros
NOM DU MÉTAL : Platine; CONDUCTANCE (10⁶S) : 9,3; DENSITÉ (g/cm³) : 21,4;
PRIX AU GRAMME : 93 euros
NOM DU MÉTAL : Cuivre; CONDUCTANCE (10⁶S) : 58,5; DENSITÉ (g/cm³) : 8,9;
PRIX AU GRAMME : 0,052 euros
NOM DU MÉTAL : Argent; CONDUCTANCE (10⁶S) : 62,1; DENSITÉ (g/cm³) : 10,5;
PRIX AU GRAMME : 1,6 euros
NOM DU MÉTAL : Zinc; CONDUCTANCE (10⁶S) : 16,6; DENSITÉ (g/cm³) : 7,1;
PRIX AU GRAMME :0,08 euros

Doc 2 : La vitesse des électrons libres
La vitesse des électrons libres dépend de plusieurs paramètres : la nature du métal, l'intensité du courant et le diamètre du fil conducteur. En moyenne, on considère que la vitesse des électrons libres (ou électrons de conduction) dans le cuivre est de l'ordre de 60 cm/h.


Questions :
1. Déduis de ce classement pourquoi le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques et pourquoi l'argent est utilisé dans les technologies de pointe.
2. Pourquoi utilise-t-on l'aluminium pour les lignes à hautes tensions ( qui parcourent parfois des centaines de kilomètres entre le lieu de production de l'électricité et le lieu de consommation) ?
3. L'escargot est un animal très lent : il parcourt 0.005 km en une heure. Est-il plus rapide que les électrons libres ? (explique)
4. Formule une hypothèse qui expliquerait pourquoi quand on appuie sur un interrupteur, dans une habitation la lampe s'allume instantanément.
5. Calcule le temps que mettraient les électrons libres sortants de la centrale thermique de Vitry-sur-Seine pour rejoindre le collège Clemenceau ( collège Georges clémenceau , 43 rue des poisonniers, 75018 paris) (13 km à vol d'oiseau).



Voici mes réponses :
1. Le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques car c'est le 2ème métal le plus important et il faut que les gens aient de bons conducteurs électriques mais comme ce n'est que le 2ème et non que le 1er il n'est pas utilisé dans les technologies de pointe. C'est l'argent qui est utilisé dans les technologies de pointe puisque c'est le métal le plus conducteur et pour des technologies nouvelles il faut avoir le métal le plus conducteur car sa coûte cher, il faut que l'électricité soit bien conducteur.
2. On utilise l'aluminium pour les lignes à hautes tensions car c'est le moins cher, celui qui a le moins de densité et c'est le 4ème métau le plus mauvais conducteur car pour les lignes à hautes tensions on a pas besoin du "meilleur conducteur".
3. Convertir 60 cm/ h en km/h : cm en km : 60 cm = 0,00060 km
Donc si les électrons libres parcourent 0,00060 km en 1 h et que l'escargot parcourt 0,005 km en 1 h. L'escargot est plus rapide que les électrons libre alors que l'escargot est un animal très lent. Cela veut dire que les électrons sont très lents.
4. Pour alimenter une ampoule, on envoie en direct le neutre sur une borne de la douille. La phase est envoyé sur une borne de l'interrupteur, et sur l'autre borne de l'interrupteur, on branche un fil jusqu'à l'autre borne de la douille. Quand on appuie sur le bouton de l'interrupteur, on "ferme" le contact entre la phase d'arrivée et le fil de retour à l'ampoule. C'est le schéma d'un interrupteur dit simple.
5. Je ne sais pas comment faire pour calculer.

Voila pouvez vous me dire si mes réponses sont bonnes , m'aider pour les réponses que je ne sais pas ou que je me suis trompé , me dire comment mieux rédiger...
s'il vous plait. Merci d'avance.
-----

[LPFR]

Bonjour.
1 - On utilise du cuivre dans les installations domestiques. Mais on pourrait aussi bien utiliser de l'aluminium. Les câbles seraient un peu plus gros (même pas le double) pour compenser une résistivité plus élevée. On en viendra avec le temps, car le cuivre est très cher. Revoyez votre rédaction. Elle n'est pas claire.
2 - Pour une même résistance on utilise un câble en aluminium plus gros mais en fin de compte plus léger et moins cher. Seule sa résistance mécanique est mauvaise. Alors on utilise un câble avec l'âme en acier et recouvert d'aluminium.
3 - OK.
4 - On vous demande comment, avec des électrons si lents, l'ampoule s'allume (presque) instantanément.
5 - Vous avez la distance et la vitesse. Qu'est ce qui vous manque?
Au revoir.

[invite032abae8]

Bonjour,

Voici la 4. et la 5. :

4. Quand on ferme l'interrupteur d'un circuit, dans un métal, sous l'influence d'un générateur, les électrons libres vont tous se mettre dans un mouvement simultané relativement lent (de l'ordre de 1 mm par minute) du - du générateur à sa borne+.
Cette circulation d'électrons se frayant un passage, non sans nombreux chocs, entre les atomes du métal, constitue le courant électrique. Quand on ouvre l'interrupteur, on interpose sur le circuit un isolant (l'air par exemple). Dans un isolant, où il n'existe pas d'électrons libres, le courant ne peut circuler.

5. t=d/v
13km=1300000cm
t=1300000/60
t=21666.67h

Voila pouvez vous me dire si c'est bon s'il vous plait. Merci d'avance.

[Ouk A Passi]

Bonjour,

J'espère que LPFR pardonnera mon intrusion.

4. Quand on ferme l'interrupteur d'un circuit, dans un métal, sous l'influence d'un générateur, les électrons libres vont tous se mettre dans un mouvement simultané relativement lent ...

Vous ne répondez pas à la question 4 - On vous demande comment, avec des électrons si lents, l'ampoule s'allume (presque) instantanément.

Amusez-vous à poser des morceaux de sucre sur leur plus petite face, les uns à côté des autres, mais séparés d'environ un centimètre.

Faites basculer le premier sucre sur le suivant ... et la chute des sucres va se propager ...

Le dernier sucre tombe (presque) intantanément.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
@Ouk A Passi: Les discussions n'appartiennent à personne. Non seulement vous avez le droit d'intervenir si vous en avez envie mais, en plus, vous avez bien fait, car j'avais arrêté pour la soirée.

@Sandria: votre nouvelle explication est meilleure. Un analogue souvent utilisé pour illustrer la différence entre la vitesse d'un mouvement et la vitesse de transmission du mouvement est celui d'un train qui démarre. Au début, la vitesse est très petite, mais le temps qui s'écoule entre la mise en mouvement de la locomotive et la mise en mouvement du dernier wagon est très faible. Le mouvement se transmet de proche en proche très vite, même si le mouvement lui-même est lent.
Dans le cas des électrons dans un métal, la transmission du mouvement est assez compliquée. Et ce n'est pas aussi simple que des chocs mécaniques de proche en proche. En tout cas elle n'est pas explicable (sans raconter des conneries) à votre niveau. Cette transmission est très proche de la propagation des ondes électromagnétiques (ondes radio, lumière) et il va falloir que vous attendiez un peu. Et la vitesse de transmission de ce mouvement est de l'ordre de celui de la lumière.
Vous pouvez le "voir" comme si c'était une transmission par chocs de proche en proche, mais n'oubliez pas que l'image est fausse. Si la transmission était de ce type, la vitesse de propagation du mouvement ne serait que de quelques kilomètres par seconde.

La 5 c'est bon.

Au revoir.

[invite032abae8]

Bonjour, d'après ce que vous m'avez dit j'ai refait ma réponse du 4. la voici :

Le courant est un mouvement d'ensemble des électrons libres du circuit. Cela signifie que, dès que l'on ferme le circuit, tous les électrons libres se mettent en mouvement pratiquement ensemble. La mise en mouvement est très rapide (elle s'effectue à une vitesse de l'ordre de 300 000 km/s !) mais le mouvement de chaque électron est très lent.

Voila pouvez vous me dire si c'est bon s'il vous plait. Merci d'avance.

[LPFR]

Re.
Oui. C'est nettement mieux.
Mais pour être plus exact, la vitesse est plus proche de 200 000 km/s que de 300 000. Ceci est dû à la constante diélectrique des isolants des câbles.
A+

[invite032abae8]

Donc pour la 4. je marque cette réponse : ?
Le courant est un mouvement d'ensemble des électrons libres du circuit. Cela signifie que, dès que l'on ferme le circuit, tous les électrons libres se mettent en mouvement pratiquement ensemble. La mise en mouvement est très rapide (elle s'effectue à une vitesse de l'ordre de 200 000 km/s !) mais le mouvement de chaque électron est très lent.
(j'ai changé , j'ai mis 200 000 km/s)

je n'ai pas besoin de marquer : ?
Quand on ferme l'interrupteur d'un circuit, dans un métal, sous l'influence d'un générateur, les électrons libres vont tous se mettre dans un mouvement simultané relativement lent (de l'ordre de 1 mm par minute) du - du générateur à sa borne+.
Cette circulation d'électrons se frayant un passage, non sans nombreux chocs, entre les atomes du métal, constitue le courant électrique. Quand on ouvre l'interrupteur, on interpose sur le circuit un isolant (l'air par exemple). Dans un isolant, où il n'existe pas d'électrons libres, le courant ne peut circuler.

[LPFR]

Re.
Vous pouvez fusionner les deux réponses qui sont correctes. Vous reprenez la seconde à partir de la parenthèse (1 mm par minute).
A+

[invite032abae8]

Donc si je fusionne les deux réponses pour la 4. sa ferait :

Le courant est un mouvement d'ensemble des électrons libres du circuit. Cela signifie que, dès que l'on ferme le circuit, tous les électrons libres se mettent en mouvement pratiquement ensemble. La mise en mouvement est très rapide (elle s'effectue à une vitesse de l'ordre de 200 000 km/s !) mais le mouvement de chaque électron est très lent (de l'ordre de 1 mm par minute) du - du générateur à sa borne +.
Cette circulation d'électrons se frayant un passage, non sans nombreux chocs, entre les atomes du métal, constitue le courant électrique. Quand on ouvre l'interrupteur, on interpose sur le circuit un isolant (l'air par exemple). Dans un isolant, où il n'existe pas d'électrons libres, le courant ne peut circuler.

c'est sa ?

mais pour la phrase : "du - du générateur à sa borne+". est ce que je dois marquer cette phrase ? car il s'agit d'une lampe dans une habitation, donc alimentée en courant alternatif, donc pas de borne + ni de borne - dans ce cas-là. Mais le rôle de l'interrupteur branché sur la phase reste le même.
Sinon je garde mon texte mais j'enlève juste cette phrase non ?

[LPFR]

Re.
Oui. C'est ça.
A+

[invite032abae8]

Donc la réponse du 4. c'est sa :

Le courant est un mouvement d'ensemble des électrons libres du circuit. Cela signifie que, dès que l'on ferme le circuit, tous les électrons libres se mettent en mouvement pratiquement ensemble. La mise en mouvement est très rapide (elle s'effectue à une vitesse de l'ordre de 200 000 km/s !) mais le mouvement de chaque électron est très lent (de l'ordre de 1 mm par minute)
Cette circulation d'électrons se frayant un passage, non sans nombreux chocs, entre les atomes du métal, constitue le courant électrique. Quand on ouvre l'interrupteur, on interpose sur le circuit un isolant (l'air par exemple). Dans un isolant, où il n'existe pas d'électrons libres, le courant ne peut circuler.

et j'ai donc enlever la phrase : "du - du générateur à sa borne +"

Tu peux m'aider pour la question 1. s'il te plait. Merci d'avance.

[invite032abae8]

En fait dans la question 1. :

Déduis de ce classement pourquoi le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques et pourquoi l'argent est utilisé dans les technologies de pointe.

il y avait une autre question avant c'est :
En utilisant le doc 1., classe les métaux du plus mauvais conducteur au meilleur conducteur.

Voici ma réponse :
Le 1er ( le plus mauvais conducteur) c'est la platine, le 2ème c'est le fer, le 3ème c'est le zinc, le 4ème c'est l'aluminium, le 5ème c'est l'or, le 6ème c'est le cuivre et le 7 ème c'est l'argent ( le meilleur conducteur)

et pour la question :
Déduis de ce classement pourquoi le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques et pourquoi l'argent est utilisé dans les technologies de pointe.

quand ils disent "déduis de ce classement" c'est le classement que je viens de faire juste en haut.

Voila moi ma réponse pour le 1. c'est :
1. Le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques car c'est le 2ème métal le plus important et il faut que les gens aient de bons conducteurs électriques mais comme ce n'est que le 2ème et non que le 1er il n'est pas utilisé dans les technologies de pointe. C'est l'argent qui est utilisé dans les technologies de pointe puisque c'est le métal le plus conducteur et pour des technologies nouvelles il faut avoir le métal le plus conducteur car sa coûte cher, il faut que l'électricité soit bien conducteur.

mais tu m'as dit que ma réponse n'était pas bonne alors peux-tu m'aider s'il te plait. Merci d'avance.

[LPFR]

Re.
Dans les installations de pointe on utilise plutôt de l'or (regardez votre carte de crédit, la carte SIM de votre téléphone). L'argent est meilleur conducteur, mais se ternit très vite avec le soufre de l'air. C'est pour cela que vos gens de maison sont obligés de faire l'argenterie si souvent.
On ne peut utiliser l'argent en couches minces que s'il est à l'abri de l'air. Et pour de l'argent massif, je ne connais qu'une exception pour la fabrication de la bombe atomique pendant la deuxième guerre (le cuivre manquait pour faire des tuyaux et les américains l'ont remplacé par le l'argent).
A+

[invite032abae8]

donc pour la 1. la réponse c'est :

Dans les installations de pointe on utilise plutôt de l'or (regardez votre carte de crédit, la carte SIM de votre téléphone). L'argent est meilleur conducteur, mais se ternit très vite avec le soufre de l'air. C'est pour cela que vos gens de maison sont obligés de faire l'argenterie si souvent.
On ne peut utiliser l'argent en couches minces que s'il est à l'abri de l'air. Et pour de l'argent massif, je ne connais qu'une exception pour la fabrication de la bombe atomique pendant la deuxième guerre (le cuivre manquait pour faire des tuyaux et les américains l'ont remplacé par le l'argent).

c'est sa ?

[stefjm]

c'est sa ?

Non, C'est ça!

[invite032abae8]

mais si ce n'est pas sa la réponse je ne vois pas ce que sa pourrai être . je ne comprend pas ce que tu m'as dit répond a la question, je ne vois pas ce que je devrais marquer. Tu peux m'aider s'il te plait. Merci d'avance.

[invitef17c7c8d]

Stefjm, tu pourrais quand même lui dire si c'est sa ou ça ... En tout cas, si c'est pas sa, au moins c'est drôle!

[stefjm]

Stefjm, tu pourrais quand même lui dire si c'est sa ou ça ... En tout cas, si c'est pas sa, au moins c'est drôle!

D'autant plus qu'il y a récidive.
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3507445

J'adore aussi ce copier-coller :
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3508536

Cordialement.

[invite032abae8]

Pour revenir à l'exercice , puisque tu m'as dit que l'autre réponse n'est pas bonne j'ai fait une autre réponse :

1. Le cuivre est très peu résistant. Le cuivre est utilisé pour la fabrication des
fils électriques qui équipent la maison.

2. L'aluminium est très peu résistant .L’aluminium plus léger et moins coûteux sert à
fabriquer les fils de transport de l’électricité sur des longues distances.

Tu peux me dire si c'est bon s'il te plait ?

[invitef17c7c8d]

.

Tu peux me dire si c'est bon s'il te plait ?

Ah oui, c'est trop bon!

[LPFR]

Bonjour.
Stefjm vous a fait remarquer (comme moi avant) qu'on n'écrit pas "c'est sa" mais "c'est ça" avec un 'c' cédille (ç).

Pour la réponse de la 1, je suis évidemment d'accord (j'ai de la suite dans les idées), mais je vous déconseille de la donner telle que je vous l'ai écrite. Il est évident que ce n'est pas vous qui l'écrirait de cette façon. En particulier "je ne connais qu'une seule exception..." est une phrase de vieux qui a vu des choses. À votre âge, le fait que vous ne connaissiez qu'une seule exception n'a aucune valeur. Je dirais que c'est déjà pas mal si vous en connaissez une seule (sur n'importe quel sujet).
Rédigez-là à votre sauce.
Au revoir.

[invite032abae8]

d'accord donc j'ai refait la réponse du 1. la voici :

1. Dans les installations de pointe on utilise plutôt de l'or . L'argent est meilleur conducteur, mais se ternit très vite avec le soufre de l'air. C'est pour cela que nous sommes obligés de faire l'argenterie si souvent.
On ne peut utiliser l'argent en couches minces que s'il est à l'abri de l'air.

Peux tu me dire si la réponse est bonne s'il te plait.

sa c'est pour la question de la 1. : pourquoi l'argent est utilisé dans les technologies de pointe mais il y aussi l'autre question dans la 1. : Déduis de ce classement pourquoi le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques, tu peux m'aider s'il te plait.

[LPFR]

Re.
Enlevez la référence à l'argenterie, à moins que vous alliez vraiment fait l'argenterie chez vous.
C'était une plaisanterie, car je n'ai jamais eu de couverts en argent. Je suis prolo, et c'est toujours de l'inox.

Pendant très longtemps le cuivre était la solution laa moins chère pour faire une longueur de conducteur d'une résistance électrique donnée. Mais vu que le prix du cuivre monte et que celui de l'aluminium monte moins, je pense qu'actuellement, la meilleure solution serait d'avoir des conducteurs en aluminium. L'aluminium coûte 3,6 fois moins de que cuivre (au poids). Mais pour deux fils de même longueur et même résistance électrique, celui en alu coute 7,2 fois moins cher.
Pour les installations domestiques ou même industrielles dans lesquelles on ne soude pas les fils, l'aluminium est de loin nettement plus intéressant.
A+

[invite032abae8]

Donc la réponse c'est sa (là je crois qu'il n'y a rien besoin d'enlever) :
Pendant très longtemps le cuivre était la solution la moins chère pour faire une longueur de conducteur d'une résistance électrique donnée. Mais vu que le prix du cuivre monte et que celui de l'aluminium monte moins, je pense qu'actuellement, la meilleure solution serait d'avoir des conducteurs en aluminium. L'aluminium coûte 3,6 fois moins que le cuivre (au poids). Mais pour deux fils de même longueur et même résistance électrique, celui en aluminium coute 7,2 fois moins cher.
Pour les installations domestiques ou même industrielles dans lesquelles on ne soude pas les fils, l'aluminium est de loin nettement plus intéressant.

mais sa c'est la réponse pour la question 1 . ? car tu parles de l'aluminium et a la fin tu dis que l'aluminium est de loin nettement plus intéressant.
La question c'est : "Déduis de ce classement pourquoi le cuivre est utilisé dans les installations électriques domestiques".
L'aluminium c'est pour la question 2. non ?
et quand tu dis que l'aluminium coûte 3.6 fois moins sa veut dire que sa coûte 3.6 fois moins cher ? et c'est en euros ?

[LPFR]

Re.
La question a été rédigée il y a bien longtemps. Avant l'envolée des prix des métaux.
Le prix est le prix dans la bourse de matières premières. En général les cotations sont en livres en G.B. et en dollars aux USA. Mais les rapports sont indépendants de la devise.
Si on continue encore à vendre des fils en cuivre, c'est parce que les fabricants n'ont pas encore basculé, ou parce que les normes exigent que ce soit du cuivre (je ne connais pas les normes).
A+

[invite032abae8]

Donc voici la réponse :

Pendant très longtemps le cuivre était la solution la moins chère pour faire une longueur de conducteur d'une résistance électrique donnée. Mais vu que le prix du cuivre monte et que celui de l'aluminium monte moins, je pense qu'actuellement, la meilleure solution serait d'avoir des conducteurs en aluminium. L'aluminium coûte 3,6 fois moins que le cuivre (au poids). Mais pour deux fils de même longueur et même résistance électrique, celui en aluminium coute 7,2 fois moins cher.
Pour les installations domestiques ou même industrielles dans lesquelles on ne soude pas les fils, l'aluminium est de loin nettement plus intéressant.
Si on continue encore à vendre des fils en cuivre, c'est parce que les fabricants n'ont pas encore basculé, ou parce que les normes exigent que ce soit du cuivre

est ce que c'est bon ?

[LPFR]

Bonjour.
Oui. Je suis d'accord.
Au revoir.

[invite032abae8]

Merci et est ce que tu peux m'aider pour la question 2. s'il te plait. Merci d'avance.

[LPFR]

Merci et est ce que tu peux m'aider pour la question 2. s'il te plait. Merci d'avance.

Re.
Regardez le post #2.
A+