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charges electrique pour un condensateur



  1. #1
    mav62

    charges electrique pour un condensateur


    ------

    Bonjour,
    J'ai remarqué que dans les livres traitant des condensateurs, les charges électriques + et - au niveau des armatures étaient placés aussi bien à l'intérieur ou à l'extérieur.
    Généralement, cela concerne des condensateurs plans. Ces charges sont-elles placées à l'intérieur, à l'extérieur ou sur les 2 faces des armatures ?

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  2. Publicité
  3. #2
    phys4

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Citation Envoyé par mav62 Voir le message
    Bonjour,
    J'ai remarqué que dans les livres traitant des condensateurs, les charges électriques + et - au niveau des armatures étaient placés aussi bien à l'intérieur ou à l'extérieur.
    Généralement, cela concerne des condensateurs plans. Ces charges sont-elles placées à l'intérieur, à l'extérieur ou sur les 2 faces des armatures ?
    Bonjour à vous,
    Les signes + et - sont un dessin pour rappeler que les armatures sont chargées, ces signes ne présument pas de la position réelle des charges.
    Les charges sont à l'intérieur du métal, très proches des surfaces en vis à vis. La profondeur de métal chargée est de quelques atomes seulement.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    mav62

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Ok, merci pour les renseignements.

  5. #4
    LPFR

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    ... La profondeur de métal chargée est de quelques atomes seulement.
    Bonjour.
    Même pas. Pour du cuivre, avec un champ de 1 MV/m on a une charge pour 100 000 atomes de surface. Donc, si on fait une moyenne, la partie chargée ne fait que 1/100 000 d'atome d'épaisseur.
    Cordialement,

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    mav62

    Re : charges electrique pour un condensateur

    D'abord merci pour votre aide.
    J'ai qq difficultés à comprendre la charge d'un condensateur sous une tension constante.
    J'ai lu "le générateur de tension prélève des électrons sur l'armature reliée à la borne + et les envoie sur l'autre armature". Comment s'explique ce phénomène que le générateur prélève des électrons sur une armature ? (la borne + du générateur attire les électrons ?) Ensuite si on prélève des électrons sur une armature, sa quantité de matière diminue-t-elle ?
    Enfin pourquoi les électrons sont-ils envoyés sur la 2éme armature qui devient chargé - ? Sont-ils attirés par la charge + de la 1ére armature qui a perdu des électrons ?
    J’espère avoir été clair dans mes questions.

  8. #6
    LPFR

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Re.
    Je tente une explication simplifiée.
    Quand vous connectez les deux armatures aux pôles de votre alimentation, chacune des armatures va se mettre au potentiel de son pôle respectif.
    Entre l'armature positive et l'autre il se crée un champ électrique (du + vers le moins) qui attire des électrons à la surface de la plaque négative et qui repousse des électrons à la surface de la plaque positive.
    Les électrons attirés à la surface de la plaque négative créent un léger déficit dans la plaque. Ce déficit est comblé par des électrons fournis par l'alimentation.
    Côté plaque positive, c'est l'inverse. Les électrons en excès son récupérés par l'alimentation. On peut montrer (à partir des lois de l'électromagnétisme) que le nombre d'électrons de chaque côté (ceux qui partent et ceux qui arrivent) est strictement le même.
    Bien sur tout cela ne se passe pas par épisodes mais simultanément: le champ se crée en même temps que les électrons se déplacent.

    Et, je répète, c'est une explication très simplifiée. On peut rentrer dans les détails, mais c'est plus long et je ne suis pas sûr que ce soit plus clair.
    A+

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  10. #7
    mav62

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Désolé mais je n'ai pas encore tout compris.
    Je permet de reprendre votre explication :
    "Quand vous connectez les deux armatures aux pôles de votre alimentation, chacune des armatures va se mettre au potentiel de son pôle respectif".

    Sur mon schéma cela signifie que vA=vP et vB= vN mais cela n'est pas instantané. Pourquoi les premiers électrons sont attirés par la borne + du générateur puis envoyés sur l'autre armature ?

    "Entre l'armature positive et l'autre il se crée un champ électrique (du + vers le moins) qui attire des électrons à la surface de la plaque négative et qui repousse des électrons à la surface de la plaque positive."

    Le champ électrique E est à l'intérieur du condensateur entre les 2 armatures donc je ne vois pas comment il peut attirer les électrons qui se déplace à l'extérieur. Je confonds peut-être avec la force électrostatique F = q.E exercé sur un électron qui serait placé à l'intérieur du condensateur.

    "Les électrons attirés à la surface de la plaque négative créent un léger déficit dans la plaque. Ce déficit est comblé par des électrons fournis par l'alimentation."

    Le déficit a lieu sur l'armature A (+) ? Pourquoi le générateur comble ce déficit ? et dans ce cas la charge de A serait alors de nouveau de 0 ?

    merci d'avance pour vos réponses
    Images attachées Images attachées  

  11. #8
    LPFR

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Re.
    Oui. À ce niveau, cela est instantané (ça se passe à la vitesse de la lumière).
    Les électrons ne sont pas attirées par la borne + du générateur. À moins que vous vouliez étudier comme ça se passe avant que le générateur touche la plaque.
    Le champ électrique est entre les deux armatures et il attire (ou repousse) les électrons de la surface de l'armature. N'oubliez pas que les atomes sont entourés par les électrons. Donc la surface est formée par les électrons des derniers atomes.
    Je ne vois pas ce que vous appelez "intérieur du condensateur". Un condensateur est formé par les armatures et le diélectrique.

    Le déficit est celui de l'intérieur du métal de la plaque. Et la charge du condensateur est égale à la charge des électrons accumulés à la surface.
    A+

  12. #9
    mav62

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Je commence à mieux comprendre le phénomène.

    "Le champ électrique est entre les deux armatures et il attire (ou repousse) les électrons de la surface de l'armature. N'oubliez pas que les atomes sont entourés par les électrons. Donc la surface est formée par les électrons des derniers atomes."
    Si j'ai bien compris, des électrons de l'armature + sont repoussés vers la partie supérieure de l'armature et peuvent même je suppose se déplacer à l'extérieur (générateur et conducteur). Cette armature A devient ainsi chargé positivement.

    "Je ne vois pas ce que vous appelez "intérieur du condensateur". Un condensateur est formé par les armatures et le diélectrique."
    Je n'ai pas employé la bonne expression, je parlais du diélectrique ou de l'air dans le cas d'un condensateur avec comme diélectrique l'air.

    "Le déficit est celui de l'intérieur du métal de la plaque. Et la charge du condensateur est égale à la charge des électrons accumulés à la surface."
    Je n'ai pas encore bien compris le rôle du générateur au niveau déplacement des électrons. J'ai compris qu'il polarise les armatures mais que fait-il d'autre ? et pourquoi comble-t-il le déficit en électrons car pour moi combler signifierait neutraliser les charges des armatures ?

    Considère-t-on un déficit en électrons comme ici sur les armatures a une diminution de la quantité de matière (comme en chimie où les électrodes peuvent être consommées) ?
    Encore merci pour votre aide.

    Cela change t-il quelque chose si on rajoute une résistance ? A part que la tension aux bornes du condensateur va croître exponentiellement donc que l'intensité du champ électrique ne sera pas constante.
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par mav62 ; 18/10/2011 à 19h30.

  13. #10
    LPFR

    Re : charges electrique pour un condensateur

    Bonjour.
    Vous avez rajouté une résistance dans l'image. Dans ce cas, soit on imagine que la résistance est très faible et que le processus de charge est presque instantanée, soit on considère que la chute de tension dans la résistance n'est pas négligeable.
    Vu vos problèmes "philosophiques" on peut s'occuper de la résistance plus tard et considérer dans un premier temps qu'elle est négligeable.

    - les électrons de l'armature + ne sont pas repoussées vers la partie supérieure de l'armature. Ils sont repoussés vers l'intérieur du métal. Et pas de beaucoup: une fraction du diamètre atomique.
    Mais comme dans le métal, la densité d'électrons est constante, un certain nombre est repoussé vers l'alimentation.

    - Le générateur (la pile ou l'alimentation) sert à fixer le potentiel entre les plaque et a en assumer les conséquences: récupérer des électrons d'un côté en en fournir de l'autre côté. Il comble le déficit ou l'excès de l'intérieur du métal des armatures et non le déficit ou l'excès de la surface de l'armature soumise à un champ électrique.
    Imaginez le quai d'une station de métro plein de monde. Tout d'un coup, un certain nombre de malfrats brandissant des coutelas apparaissent au bord du quai. Les gens près du bord reculent en leur laissant une zone pour eux tous seuls. Ceci augmente la densité de gens sur le quai ce qui pousse cet excès vers le couloir. Le couloir a accueilli un nombre de gens équivalent à ceux qui étaient dans la zone laissée vide près du bord du quai.

    -Non. Bien sur que non. Un déficit ou un excès d'électrons ne modifie en rien le métal. Et ceci d'autant plus que le déficit ou l'excès d'électrons est ridiculement petit comparé au nombre d'électrons "libres" du métal.

    Oui, le fait de rajouter une résistance importante, fait que les armatures ne prendront pas "instantanément" leur potentiel final car la chute de tension dans la résistance fera qu'au début, la différence de tension entre les plaques sera celle d'origine. Et ce n'est qu'à mesure que des charges apparaissent sur la surface des armatures que la tension entre les armatures change.
    Au revoir.

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