Calcul du potentiel électrique

[rapporteur]

Par contre, je ne suis pas d'accord sur le fait que la densité d'électrons "dans" le conducteur dépend de la géométrie, elle dépend selon moi seulement de la nature du conducteur (cuivre, fer, étain...).

Rebonjour
Tu n'as sans doute pas saisi ce que je voulais dire; si je considére une conducteur cylindrique dont le section augmente à un endroit donné, l'intensité est la même bien sur à travers toutes les sections et donc la densité de courant sera plus importante là ou la section est faible et donc la denisté des porteurs de charges (électrons de conductrion) aussi; voila ce que je voulais dire en parlant de géométrie et je pense que tu ne peux pas ne pas étre d'accord.
A bientot
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[SunnySky]

Bonjour b@z66,

Depuis quelques messages, tu indiques que le courant ne circule qu'en surface. mais je ne vois pas pourquoi ce serait le cas. J'ai fait une recherche (rapide...) sur Wikipedia et j'ai trouvé quelque chose sur l'effet de peau.

Cet effet ne semble avoir une quelconque importance que lorsque la fréquence est élevée. Par exemple, à 60 Hz, l'épaisseur utilisée par les électrons semble être de 8,6 mm (si j'ai bien compris), ce qui est largement supérieur au diamètre d'un fil de cuivre ordinaire.

Je me demande donc si quelques-unes de tes interventions ne sont pas restreintes aux courants alternatifs à haute fréquence.

[b@z66]

Rebonjour
Tu n'as sans doute pas saisi ce que je voulais dire; si je considére une conducteur cylindrique dont le section augmente à un endroit donné, l'intensité est la même bien sur à travers toutes les sections et donc la densité de courant sera plus importante là ou la section est faible et donc la denisté des porteurs de charges (électrons de conductrion) aussi; voila ce que je voulais dire en parlant de géométrie et je pense que tu ne peux pas ne pas étre d'accord.
A bientot

Ton raisonnement oublie quelque chose: pour augmenter une densité de courant, il n'est pas indispensable que la densité de charge soit plus importante, on peut aussi obtenir cet effet si la vitesse des charges augmente.
Pour rappel, la formule de la densité de courant:

J=n*q*v

J=densité de courant par m^2
n=densité de charge
q=charge de l'éléctron
v=vitesse des électrons

Enfin, l'augmentation de vitesse est précisément ce qui se produit dans un conducteur dont le diamètre rétrécit (on a la même analogie en hydrolique).

[rapporteur]

Ton raisonnement oublie quelque chose: pour augmenter une densité de courant, il n'est pas indispensable que la densité de charge soit plus importante, on peut aussi obtenir cet effet si la vitesse des charges augmente.
Pour rappel, la formule de la densité de courant:

J=n*q*v

J=densité de courant par m^2
n=densité de charge
q=charge de l'éléctron
v=vitesse des électrons

Enfin, l'augmentation de vitesse est précisément ce qui se produit dans un conducteur dont le diamètre rétrécit (on a la même analogie en hydrolique).

Bonjour
Tu as parfaitement raison. Mea culpa

A bientot

[b@z66]

Bonjour b@z66,

Depuis quelques messages, tu indiques que le courant ne circule qu'en surface. mais je ne vois pas pourquoi ce serait le cas. J'ai fait une recherche (rapide...) sur Wikipedia et j'ai trouvé quelque chose sur l'effet de peau.

Cet effet ne semble avoir une quelconque importance que lorsque la fréquence est élevée. Par exemple, à 60 Hz, l'épaisseur utilisée par les électrons semble être de 8,6 mm (si j'ai bien compris), ce qui est largement supérieur au diamètre d'un fil de cuivre ordinaire.

Je me demande donc si quelques-unes de tes interventions ne sont pas restreintes aux courants alternatifs à haute fréquence.

Le phénomène dont je t'ai parlé n'a rien à voir avec l'effet de peau, ni avec l'électromagnétisme en général.
J'ai failli déjà tout à l'heure (avant ton post) en venir à ce sujet mais je me suis rappelé que ta question concernait davantage le régime stationnaire (cad en régime continu). Les densités de charges dont je t'ai parlé n'ont rien à voir avec l'effet de peau mais simplement avec les effets capacitifs qui existent déjà en régime continu. Enfin, je n'ai jamais dis que le courant passait seulement en surface (ce qui est faux en régime continu mais vrai en régime variable). La seule chose que j'ai dis c'est que le seul endroit où la densité de charge pouvait vraiment varier par rapport à la densité de charge classique du matériau (cuivre, fer, ...) se trouve en surface de ce matériau (qui occupe donc un volume très petit). La conséquence immédiate, c'est que l'excédent de charge d'un conducteur chargé reste trés, trés, très infèrieur à la quantité de charge contenu par le conducteur non chargé.

[SunnySky]

... La conséquence immédiate, c'est que l'excédent de charge d'un conducteur chargé reste trés, trés, très infèrieur à la quantité de charge contenu par le conducteur non chargé.

On s'entend là-dessus. Les charges excédentaires, ça doit être de l'ordre du coulomb (10¹⁸) alors que le nombre total d'électrons doit être de l'ordre de la mole (10²³). Mon point est théorique depuis le début, y a-t-il une différence du nombre d'électrons par cm de fil entre le fil branché au côté positif et celui branché au côté négatif.

Plus j'y pense, plus j'ai l'impression que ma réponse est "oui, mais c'est faible", alors que la tienne ressemble à "non, ou si peu que c'est négligeable". Si c'est cela, je ne vois pas de contradiction fondamentale...

[b@z66]

Plus j'y pense, plus j'ai l'impression que ma réponse est "oui, mais c'est faible", alors que la tienne ressemble à "non, ou si peu que c'est négligeable". Si c'est cela, je ne vois pas de contradiction fondamentale...

Mon interprétation signifiait plutot : "Oui, mais si peu que c'est négligeable". Il n'y a donc pas effectivement de différence fondamentale entre nos points de vue.

[invite25b55400]

Je suis actuellement à l'étranger donc désolé de mon retard.

Ce que je dis, c'est qu'en plus de ces électrons de conduction qui se déplacent il y a d'autres électrons dont la densité volumique n'est pas partout la même; ils sont plus nombreux au pole moins du générateur et moins nombreux au pole plus

Je pense que ceci répond à ma première question. Je n'ai pas encore lu tous les posts, je le ferai plus tard (pas beaucoup de temps pour l'instant ).

Sinon, la baisse de tension aux bornes d'un générateur n'est due qu'à la réorganisation de ceux-ci aux bornes du générateur ? Il n'y a donc aucune perte d'électrons ?

Concernant la forumle du calcul du potentiel, on prend en compte indifférement tous les porteurs de charge : électrons et protons ? ils ont pourtant une charge opposée. Ceci n'est pas pris en compte dans la formule ?

Merci

[invite25b55400]

Up !
Quelqu'un peut il répondre à la question précédente ou m'orienter dans la bonne direction pour que je fasse des recherches.
Merci

[SunnySky]

À mon avis, on utilise l'excédent de charges.

[invite25b55400]

Tu peux préciser ton idée.

[SunnySky]

Par exemple, si une sphère est composée de 1000 protons et 998 électrons, j'utiliserais 2 ch él comme charge.

[invite25b55400]

Il ne me semble pas que cela correspond avec la formule du potentiel, si ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diff%C3...e_de_potentiel

[curieuxdenature]

Je suis actuellement à l'étranger donc désolé de mon retard.


Je pense que ceci répond à ma première question. Je n'ai pas encore lu tous les posts, je le ferai plus tard (pas beaucoup de temps pour l'instant ).

Sinon, la baisse de tension aux bornes d'un générateur n'est due qu'à la réorganisation de ceux-ci aux bornes du générateur ? Il n'y a donc aucune perte d'électrons ?

Concernant la forumle du calcul du potentiel, on prend en compte indifférement tous les porteurs de charge : électrons et protons ? ils ont pourtant une charge opposée. Ceci n'est pas pris en compte dans la formule ?

Merci

Bonjour Bamoo,

tu dois faire la distinction entre l'electricité statique, celle qui est produite par un excès de charges dans les isolants et l'electricité aux bornes d'une batterie.
Les phénomènes mis en jeu ne sont pas les mêmes.

Le potentiel produit dans une batterie, une pile, s'explique par une réaction chimique controlée. Comme son nom l'indique, c'est un potentiel chimique qui se déclenche dès lors que les pôles sont mis en contact.

Le potentiel produit par une machine electrostatique comme dans le générateur Van de Graff (orthographe à vérifier), on a bien un potentiel (de plusieurs millions de volts) produits par une séparation des charges à la surface de l'isolant qui sert de générateur. Ici on a un potentiel qu'on peut appeler mécanique. Il est dû à l'arrachage des electrons qui s'accumulent sur une face et manquent sur l'autre.

Dans les 2 cas, ce qui produit le potentiel n'est pas identique, ce sont 2 phénomènes qui cause les mêmes effets (à la difference de valeur près) mais n'ont pas les mêmes causes.

Le principe d'équivalence oblige les 2 effets à obeir aux règles de 'rien ne se perd rien ne se créé', dans un cas la tension est faible mais l'intensité est élevée, dans l'autre la tension est extrème et l'intensité ridicule.
Mais le produit des 2 correspond à un travail identique.
L'un est chimique, l'autre mécanique.

Cela répond-t-il à tes interrogations ?
a+

[rapporteur]

Bonjour
Je crois que ta question est comment calculer le potentiel en un point donné.
Théoriquement il faudrait ajouter les potentiels créés par toutes les charges présentes.
Pratiquement le barycentre à l'intérieur du conducteur des charges positives est confondu avec le barycentre des charges négatives (Dans un diélectrique c'est différent en présence d'un champ extérieur ils se crée des dipoles microscopiques qui vont générer un champ supplémentaire). Par conséquent le potentiel produit en quelque sorte par tous les atomes intérieurs au conducteur est nul. Le potentiel sera dont égal simplement a celui produit par les charges en excés et qui seront sur la surface. C'est l'exemple qu'a donné sunnysky.
Malgré tout je ne vois pas d'un point de vue pratique dans quelle configuration précise tu veux calculer le potentiel
A bientot

[invite25b55400]

Merci rapporteur. C'est la réponse que j'attendais. C'est un peu près l'idée que je me faisais pour ce calcul et ca semble confirmer maintenant

Malgré tout je ne vois pas d'un point de vue pratique dans quelle configuration précise tu veux calculer le potentiel
=> pas de côté pratique, juste pour approfondir des connaissances.

Merci !!!