Circulation des électrons dans, ou sur le métal...?

[stonestar74]

Bonjour bonjour !

J'espère que vous abordez cette chaude période avec fraîcheur et légèreté (surtout au niveau des vêtements...)

En parcourant mes notes de cours en physique du solide - quelle idée me direz-vous - je me suis rendu compte d'une confusion que je faisais sûrement au niveau de la conduction électrique dans les métaux. Et quand je dis DANS les métaux, j'ai peur de me tromper ! Je m'explique :
Dans ce fameux cours, on invoque le modèle du "jellium", donc un réseau d'ions métalliques baignant dans un gaz de charges négatives pour expliquer les forces d'interactions métalliques. Cela signifierait donc que les charges libres sont réparties uniformément dans le réseau, non ?
Par ailleurs, en électromagnétisme, on ne cesse de nous répéter que les charges peuvent uniquement se déplacer A LA SURFACE du conducteur !

J'ai donc un petit problème de compréhension du phénomène... les électrons libres peuvent-ils se trouver à l'intérieur du métal ? Ou, pour une raison d'énergie minimum, il est plus aisé que ceux-ci se déplacent à la surface du métal ?

Je sollicite votre aide pour satisfaire ma saine curiosité Merci d'avance !


Stone
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[Moinsdewatt]

[QUOTE=stonestar74;4141998]
Par ailleurs, en électromagnétisme, on ne cesse de nous répéter que les charges peuvent uniquement se déplacer A LA SURFACE du conducteur ![/ QUOTE]

Les courants se déplacent à la surface des conducteurs en haute fréquences.

en DC (courant continu), bien sur que les courants sont partout dans le volume du métal !

[stonestar74]

Les courants se déplacent à la surface des conducteurs en haute fréquences.

D'accord ! Je vais me renseigner sur le sujet... Mais est-ce que dans les grandes lignes vous auriez une idée du phénomène lié à cet "effet de surface" ?

[invite07941352]

Bonjour,
Justement une question sur ce sujet : existe t il des applications "courantes" du fil de Litz car il me semble n'en avoir jamais vu dans ma (longue) vie technique ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Ce n'est pas la peine de compliquer les choses avec l'effet de peau.

...
Par ailleurs, en électromagnétisme, on ne cesse de nous répéter que les charges peuvent uniquement se déplacer A LA SURFACE du conducteur ! ...

Si vous avez des bouquins qui répètent ça, dépêchez-vous de les jeter à la poubelle, avant qu'ils ne contaminent vos autres bouquins.

Dans un métal vous avez les électrons dit "libres" à l'intérieur du métal et qui se déplacent si on applique un champ électrique dans le métal (à l'intérieur). Comme cela est fait dans les fils de cuivre qui alimentent vos appareils domestiques ou un train.

Vous confondez, peut-être, avec l'électrostatique et la charge de surface en présence d'un champ électrique externe.
Au revoir.

[stonestar74]

...
Vous confondez, peut-être, avec l'électrostatique et la charge de surface en présence d'un champ électrique externe.
...

Ahem... en effet... j'ai dû confondre...

Merci pour l'éclaircissement !

[stefjm]

Vous confondez, peut-être, avec l'électrostatique et la charge de surface en présence d'un champ électrique externe.

Bonjour,
Il faut reconnaitre que c'est très souvent trop vite expliqué! (Voir pas expliqué du tout en classe prépa.)
Cordialement.

[LPFR]

Bonjour,
Justement une question sur ce sujet : existe t il des applications "courantes" du fil de Litz car il me semble n'en avoir jamais vu dans ma (longue) vie technique ?

Re.
Dans le temps des LC dans le émetteurs et récepteurs, on utilisait du fil de Litz et du bobinage en nid d'abeilles pour des bobines qui avaient besoin d'un Q élevé. On les utilisait aussi parfois dans les transformateurs THT pour les tubes cathodiques.
J'ai aussi connu de gens qui payaient pour utiliser des fils de Litz pour alimenter les haut-parleurs de leur chaîne HiFi, car ils avaient gobé le fait que la résistance des fils était plus haute en haute fréquence et cela atténuait les aigus.
A+

EDIT: et on continue à les fabriquer:
http://www.pack-feindraehte.de/en/pr...FeYhtAodwSwA-Q

[arrial]

Salut,




L'effet de peau existe effectivement, en "vraies" hautes fréquences, dans le formalisme des lignes.
Il découlent bêtement de la notion de champ attardé et des équations de Maxwell.
Cela concerne donc les radio-fréquences ou les ondes radar.
D'ailleurs, dans un guide d'onde, les ondes ne se propagent pas dans le métal des tubes, mais dans l'espace à l'intérieur de ce tube …
Dans les équations du télégraphiste, les ondes sont modélisées par des cellules RLC : les selfs nuisent grave trop à la propagation des HF …


Il y a donc confusion entre les domaines de validité et les formalismes associés.



@+

[LPFR]

Bonjour.
L'effet de peau existe même à 50 Hz. Dans du cuivre à 50 Hz il est de l'ordre (de tête) de 5 cm. Ce dont il faut tenir compte dans les lignes de transmission longue distance (lignes HT et THT). Il est inutile d'utiliser des conducteurs trop gros.

Et est dû à l'effet du champ magnétique crée par le courant sur les électrons de conduction (force de Lorentz).
Au revoir.