Courant éléctrique

[Dark_hole]

Bonsoir,

Ma question porte sur cette entité qu'est le courant électrique, on nous a toujours enseigné que c'est le mouvement d'ensemble des électrons du solide, et qui dit mouvement, dit trajectoire, or en mécanique quantique, la notion de trajectoire est prohibée, serait-ce donc une explication simpliste? Dans ce cas, qu'est-ce que réellement le courant électrique?

Ps: je suis un cour de physique du solide ce semestre, et on fait la théorie des bandes, on en est qu'aux prémices, mais je me dis qu'elle est en mesure d'expliquer la conductivité des solides, donc, elle illustre mieux la notion du courant électrique.
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[interferences]

Bonsoir,

Le courant électrique est un phénomène classique de déplacement de charge.
La décohérence se charge de nous donner des corpuscules ^^.
Si on étudie la course d'un électron soumis à un champ électrique d'1 micro-volt sur 1 nanomètre, là peut-être qu'on tombe dans le domaine de la quantique et encore faut voir.
Mais sinon le comportement d'un électron est relativiste.

Au revoir

[Dark_hole]

Le magnétisme est également un phénomène classique, mais allez l'expliquer sans l'alignement des moments magnétiques. =)

Donc, pour vous, faudrait s'en tenir à l'image des porteurs de charges en mouvement?

[Nicophil]

Bonsoir,

Exemple pour un flux continu de 1 A dans un fil de densité linéique d'électrons de conduction de 10 000 C/m :
le champ électromoteur fait donc "dériver" un électron de conduction de 0,1 mm/s en moyenne.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dark_hole]

Exemple pour un flux continu de 1 A dans un fil de densité linéique d'électrons de conduction de 10 000 C/m :
le champ électromoteur fait donc "dériver" un électron de conduction de 0,1 mm/s en moyenne.

C'est la vitesse de dérive de l'électron, expliquez moi comment se fait le passage de l'information, il est clair que ce n'est pas cette vitesse qui intervient ( il n'y qu'à voir son ordre de grandeur), ni même celle liée à l'agitation thermique car elle est en moyenne nulle, mais alors, comment se fait réellement la transmission du signal ?

[LPFR]

Bonjour.
Il vaut mieux de ne pas parler, à ce niveau, de transmission du signal. Car pour ceci il faut faire intervenir l'électromagnétisme. Ce sont les lignes de transmission.

Comme dit plus haut, le courant est du à la dérive des électrons qui se fait à des vitesses de l'ordre de quelques dizaines de µm/s pour des densités de courant ordinaires.
Alors que la vitesse des électrons due à l'agitation thermique, est de l'ordre de quelques km/s.
Les électrons passent leur temps à se cogner avec les atomes du réseau en gagnant ou perdant de la vitesse à chaque collision mais en conservant l'équilibre thermique avec le réseau.
La vraie trajectoire de chaque électron est une trajectoire "d'ivrogne" en allant d'un atome au suivant. Mais ce qui donne le courant est la dérive des électrons.
Au revoir.

[Dark_hole]

bonjour, je tiens à vous remercier pour vos réponse.

Mais ce qui donne le courant est la dérive des électrons.

Mais alors, comment se fait-il qu'en enfonçant un interrupteur, la lampe s'allume presque instantanément ? Je sais, il est question de transmission du signal, si quelqu'un puisse me l'expliquer ou même, m'orienter vers un bon ouvrage, je lui en saurai gré =)

A dire vrai, je ne comprends rien au courant électrique, on m'a enseigné les lois régissant le déplacement des charges, mais la physique elle, on m'en a jamais parlé. Supposons qu'il y ait un déplacement collectif des porteurs de charges, ceci n’abîmerait-t-il pas le matériau? les électrons sont des constituants des atomes dont le solide est fait, s'il advenait qu'il y ait perte d'électrons, ceci entraînerait inéluctablement une détérioration du matériau, du moins, c'est ainsi que je le perçois.

[LPFR]

Re.
Quand du courant circule dans un inducteur, le nombre d'électrons reste constant. Il y en a autant qui sortent d'un côté que qui entrent par l'autre.
Et le nombre de charges + et - dans un corps est (presque) identique. La moindre différence donnerait lieu à des champs électriques monstrueux. Par exemple, pour un champ électrique de 1000 V/mm à la surface d'un conducteur (c'est la valeur du champ qui peut créer des étincelles dans l'air), on a un déséquilibre de 1 sur 100 000 atomes de surface. Et le nombre d'atomes de surface est, pour un solide ordinaire, infiniment petit comparé aux atomes de volume.

Je vous recopie une explication que j'avais donné ici, sur l'établissement du courant dans un conducteur quand on connecte un fil entre le pôle - et le pôle + d'une pile:

Prenons la manip de la pile et les court-circuits. Mettons que vous connectez fugitivement le câble au pôle positif (l'autre extrémité du câble est déjà connectée au pôle négatif).
Pendant les premiers 30 picosecondes, le premier centimètre de câble va devenir positif. Pour cela il faut créer une charge de surface sur ce cm de câble. Ce qui implique:
- un courant qui charge la capacité du câble mais qui ne parcourt que ce premier cm.
- un champ magnétique croissant autour du câble crée par ce courant.
- un champ électrique croissant autour du câble.
Si vous avez appris les équations de Maxwell, vous savez qu'un champ électrique variant dans le temps crée du champ magnétique et qu'un champ magnétique variant dans le temps, crée du champ électrique: c'est une onde électromagnétique.
Suite à l'augmentation de tension du premier cm, la situation se répète pour le suivant et puis pour les suivants. Cela vous donne une impulsion qui se propage dans le fil jusqu'au pôle négatif.
La suite est encore plus compliquée car cette impulsion se réfléchit. Puis elle se réfléchit encore sur le pôle positif, et ainsi de suite, avec des amplitudes décroissantes jusqu'au régime établit, avec du courant continu.

A+

[Dark_hole]

Rebonjour,

Cela vous donne une impulsion qui se propage dans le fil jusqu'au pôle négatif

Quelle est la nature de cette impulsion? Électromagnétique? Dans ce cas, vous parlez de la transmission du signal, mais en aucun cas vous n'avez fait allusion aux électrons.

Pourtant, quand une charge de surface positive est crée, il y a bel et bien déplacement d’électrons, où sont-ils passés ?

Je tiens à vous remercier pour vos réponses, sincèrement.

[LPFR]

Re.
Non. Je ne mentionne pas les électrons parce que "ça va de soi". Pour qu'un morceau du fil devienne plus positif, il faut que des électrons soient enlevés à sa surface. Et c'est le courant générée par ces électrons qui partent de la surface du cuivre et qui vont vers la pole + de la pile qui est le courant dont je parle.

L'impulsion électrique est cette brusque variation de tension de 0 (la tension du pôle - de la pile) à +1,5 V
qui avance à la vitesse de la lumière le long du fil.
A+

[Dark_hole]

D'accord, j'y vois plus clair à présent. Merci =)