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Vitesse des electrons dans le cuivre



  1. #1
    Mariszu

    Vitesse des electrons dans le cuivre


    ------

    Voilà, j'ai un problème à résoudre:
    Le rayon d'un atome de cuivre est de 132pm. Chaque atome de cuivre (Cu) métal fournit un et un seul électron (e-) pour la conduction du courant. Un fil de Cu a une section de S=3 mm². Il est parcouru par un courant d'intensité I=5 A. La charge d'un e- est e=-1.6*10^-19C
    Calculer la vitesse des électrons dans le fil

    Je sais que v=d/t et Q=n*e or n=S/satome soit n=S/π*r²
    Comme I=Q/Δt on a I=(S/π*r²)*(e/Δt)
    Avec cette dernière formule, il est facile de calculer le temps, mais pour connaitre la vitesse, il faut connaitre la distance et là je suis bloqué.

    -----

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  3. #2
    f6bes

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    Bjr à toi,
    Je me demande si cette question a un sens ?
    Si on demande à Monsieur Google on a ce genre de réponse :
    "... la vitesse des électrons dans un fil de cuivre de 1 mm2 parcouru par un courant de 10 A est de l'ordre de 0,6 mm/s..."
    et autres réponses:
    http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...,d.ZWU&cad=rja

    Bref...un escargot!
    De plus la question ne préçise pas si c'est en ALTERNATIF ou en CONTINU. ( en alternatif l'électron n'a pas le temps de partir dans un sens qu'il reviens
    dans l'autre.)

    Bonne journée
    Dernière modification par f6bes ; 29/10/2014 à 06h57.

  4. #3
    pephy

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    bonjour
    Il faudrait des données supplémentaires pour déterminer la densité volumique de charge=ne des électrons de conduction...
    L'intensité est le flux du vecteur densité de courant: I=nevS

  5. #4
    azizovsky

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    Bonjour, il faut partir d'un point physique : quelle est la vitesse de propagation du champs éléctrique dans un conducteur? , même à 6mm/s , le champs va pousser ceux (ou attirer la chaine des électrons) qui sont proche de la sortie .

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Deedee81
    Modérateur

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    EDIT croisement avec azizovsky : ne complique pas inutilement le problème Il y a déjà trop d'incertitudes à notre goût dans l'exercice.

    Bonjour Mariszu,

    Bienvenue sur Futura.

    N'oublie pas de dire bonjour.

    On peut déduire la densité (remarque de pephy) ou la vitesse de la distance entre les électrons, c'est donné : le rayon de l'atome c'est la distance entre atomes de cuivre qui fournissent chacun un électron (qu'on suppose "les uns contre les autres", évidemment, ça dépend de la structure cristalline, mais autant supposer ça, on n'a rien d'autre).
    EDIT: c'est les atomes qui sont les uns contre les autres, pas les électrons

    Bonne remarque de F6bes aussi. On doit supposer que c'est continu ou bien qu'il s'agit de l'intensité "instantanée", sinon on est mal barré.

    Le courant donne le nombre d'électrons par seconde. Connaissant la section et la taille des atomes de cuivre, on sait combien d'électrons passent par chaque atome de cuivre à chaque seconde.
    Et connaissant la distance entre atomes de cuivre, on en déduit la vitesse.


    Il y a en effet pas mal d'incertitudes dans cet exercice. Mais ne critiquons pas trop vite car il faut voir le contexte (dans le cours ils doivent certainement expliquer comment s'utilise le rayon de l'atome et quel genre de courant on a).
    Dernière modification par Deedee81 ; 29/10/2014 à 09h06.
    Keep it simple stupid

  8. #6
    LPFR

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    Bonjour.
    Je n’avais pas répondu à cause du manque de politesse de Mariszu.

    En fait, on peut déterminer cette vitesse amis il faut utiliser la densité volumique des électrons et non la densité surfacique.
    Puis calculer combien d’électrons par seconde doivent traverser la surface pour obtenir les 5 A
    On obtient des valeurs un peu plus petites que celle donnée par F6bes : quelques dizaines de µm/s
    Au revoir.

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  10. #7
    azizovsky

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    EDIT croisement avec azizovsky : ne complique pas inutilement le problème Il y a déjà trop d'incertitudes à notre goût dans l'exercice.
    Salut , j'ai répodu à la question ((Bref...un escargot!)), pour le problème, une analogie avec l'eau :i=dQ/dt on'a ce qui donne : et , à vérifier j'ai la tête ailleur .

  11. #8
    azizovsky

    Re : vitesse des electrons dans le cuivre

    Salut deedee, je suis trop rapide , c'est ce qu'il m'a dit un schwarzcopf comme moi dans l'orale dérnièrement(6/20) aprés lka réussite de 3 examans (4h). (j'ai donné une solution prête à consommer )

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