champ électrique dans un fil conducteur

[Minialoe67]

Bonsoir

J'ai des questions d'électrostatique dans un fil conducteur à vous poser:

Je vous soumet une image:
Pièce jointe 214906

Ai-je raison d'opposer le vecteur vitesse des électrons au champ électrique dans le fil conducteur? (Est-ce que mon dessin est juste?)

Dans un 1er modèle simpliste (poids des électrons négligés, de même que la force de frottement, seule la force électromagnétique F=q*E s'applique), a-t-on d'après le PFD: (q=-e charge de l'électron, E champ électrique, m masse de l'électron)
d\{v}/dt =q/m \vec{E}
d'ou v(t)=eEt/m ?

Dans un modèle plus vrai, on ne néglige plus le frottement k. A-t-on:
md\vec(v)/dt=q\vec{E} + k\vec{v}
mdv/dt = eE - kv ?

Est-ce la vitesse des électrons dans un fil conducteur est de l'ordre du mm/s?


Merci de me répondre
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[LPFR]

Bonjour.
Votre image ne s'affiche pas.
Veuillez la ré-poster en tant qu'image jointe.
Un métal n'est pas un tube vide. Les électrons se trimballent à des vitesses de l'ordre de 1 km/s due à l'agitation thermique et en se cognant tout le temps avec des atomes fixes, lesquels s'agitent aussi en raison de l'agitation thermie.
Vous ne pouvez pas donc les traiter comme si c’étaient des particules libres.
En absence de champ externe la vitesse moyenne des électrons est nulle (car ils s'agitent dans toutes les directions).
Avec un champ électrique habituel, leur vitesse de drive est de l'ordre de quelques dizaines de µm (pas mm) par seconde.
Au revoir.

[Minialoe67]

re voici l'image. merci pour vos infos

[LPFR]

Bonjour.
On est d'accord. Sauf qu'il manque la force due au champ électrique égale et de digne opposé à la force de "frottement".
Et ce "frottement" peut fonctionner mathématiquement, mais ne correspond pas à la réalité physique. Il n'y a pas de force de frottement. L'effet Joule fonctionne de cette façon:
Entre deux chocs successifs, l'électron est accéléré par la force due au champ. Ceci modifie sa vitesse (qui est de l'ordre du km/s) et son énergie cinétique. Mais dans les chocs, l'électron communique cet excès d'énergie aux atomes du réseau dont l'énergie de vibration augmente. Ceci correspond, extérieurement, à l'augmentation de température que l'on observe: c'est l'effet Joule.
Je dois dire que le mot "frottement", pour ce phénomène, me reste en travers de la gorge.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Nicophil]

Bonjour,

Que pensez-vous du sens de l'intensité ?

Je dois dire que le mot "frottement", pour ce phénomène, me reste en travers de la gorge.

C'est ce que certains appellent la f.c.e.m. : "force" contre-électro-motrice.
Dans les "conducteurs ohmiques", elle est proportionnelle à la vitesse de dérive des électrons.

[LPFR]

Re.
C'est une question de goûts. Pour moi le frottement est quelque chose entre des objets et non entre particules.
Je pense que je préfère continuer à l'appeler "effet Joule".
A+

[kalish]

C'est ce qu'on appelle le modèle de Drude, qui ne tient pas compte de la mécanique quantique mais qui reste très pertinent:
http://en.wikipedia.org/wiki/Drude_model
Il me semble que les objets sont formés de particules et que l'origine des frottements est exactement le même, il y a bien "collisions" en quelques sortes des électrons de la matière entre eux, interagissant probablement par le principe de Pauli.