Bonjour,
je cherchais à répondre à cette question, et il m'est apparu que c'était peut-être expliqué par la loi de Coulomb. Mais cela n'a pas vraiment l'air correct, puisque la tension aux bornes d'une pile, par exemple, n'a pas l'air de dépendre de la distance de fil qui les relie.
Alors, j'aimerais savoir, qu'est-ce qui donne une énergie à une charge électrique, physiquement ?
Merci !
Bonjour,
Alors pour essayer de te répondre (je le fais principalement parce que je suis a peu près convaincu -mais je peux me tromper- que ta question va être, disons, mal-comprise):
- Le potentiel électrique est "créé" par la quantité de charge électrique présent en un "point". Plus la concentration de charge est elevée, plus le potentiel est élevé.
- La différence de potentiel découle directement de ce que je viens de dire
- Le potentiel électrique dépend de la distance, Il est, en espérant ne pas dire de bêtise, inversement proportionnel à la distance
- "l'énergie [d'] une charge électrique", euh, ma foi je suis pas sur de comprendre pour le coup, je ne pense pas qu'on puisse dire qu'une charge ponctuelle ait une "énergie électrique", elle produit un champ électrique, voilà tout.
Salut,
+1
L'effet physique est le champ électrique produit par les charges. Et le potentiel est une manière de décrire l'effet de ce champ sur d'autres charges.
Tout comme le potentiel newtonien est une manière de décrire l'effet de l'attraction universelle.
Et effectivement, ce qui donne l'énergie à une charge c'est son interaction avec le champ électrique externe.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
D'accord, alors si j'ai bien compris, le potentiel électrique est dû à la force électrique qu'il y a entre les particules chargées. Et plus les particules sont serrées entre elles, plus la force qu'il y a entre elle est grande.
À cause de la force de Coulomb ? Étant donné qu'elle vaut patate*1/d^2
Du coup, ce qui fait qu'une pile à une plus grosse tension, c'est que les charges sont plus serrées entre elles aux pôles ?
Il y a une unité pour ça ?Des Coulombs par mètre ?
Merci beaucoup !
Merci pour la confirmation Deede81,
Oui, tu as bien compris, plus serrées et/ou plus nombreuses. D'ailleurs la force de Coulomb dérive d'un potentiel, (d'où le 1/r² et le 1/r).D'accord, alors si j'ai bien compris, le potentiel électrique est dû à la force électrique qu'il y a entre les particules chargées. Et plus les particules sont serrées entre elles, plus la force qu'il y a entre elle est grande.
À cause de la force de Coulomb ? Étant donné qu'elle vaut patate*1/d^2
Hmm, en fait je pense plutôt que cela dépend des ions utilisés, à chaque couple d'ion est associé une force électromotrice (https://fr.wikipedia.org/wiki/Force_%C3%A9lectromotrice) qui détermine la tension aux bornes d'une pile. Si tu prends deux piles identiques de ce point de vue là, une manière d’augmenter la tension va être de mettre plusieurs piles en séries :Du coup, ce qui fait qu'une pile à une plus grosse tension, c'est que les charges sont plus serrées entre elles aux pôles ?
2 piles de 1,5V en série ca fait 3V > 1 pile de 1,5V.
Par ailleurs, à longue distance (et quand je dis long, en fait pour un humain c'est court) "des charges plus serrées" ça ne changerai pas grand chose à mon avis.
edit: Le coulomb par mètre c'est une densité linéique de charge, qui pourrait par exemple servir à décrire un nombre variable de charge le long d'un fil.
Une densité cubique de charge, en coulomb par metre cube représente un nombre variable de charge par unité de volume.
D'accord, je vois !
Par contre je n'ai pas compris le truc des piles. Je sais en théorie que les tensions s'additionnent, quand on branche des sources en séries, mais physiquement, pourquoi est-ce comme cela ?
Merci beaucoup !
Et aussi, si je relie un côté d'un câble à un source de tension et l'autre dans le vide, la densité de charge va-t-elle changer dans ce câble ? Sinon, qu'est-ce qui fait que ce câble est à un potentiel plus ou moins élevé que le potentiel de la terre ?
Merci !
Bonjour.Envoyé par jtruc34
Quand vous reliez le câble à une borne de l’alimentation (pile, cellule photoélectrique, etc.) dont l’autre est relié à la terre, la densité électronique dans le câble restera la même qu’avant (égale au nombre de charges positives (protons dans les atomes).
Ce qui va changer un tout petit peu est la densité de charges en surface (au niveau de la dernière couche atomique). Cette couche va devenir un peu positive en perdant quelques électrons, ou négative en en gagnant quelques uns.
Mais il faut voir que le nombre de charges en excès ou en manque est ridiculement petit. Par exemple, pour donner un champ électrique de 1 MV/m (qui crée des étincelles dans l’air) il suffit qu’il y ait un électron de plus ou de moins sur 100 000 à la surface d’un morceau de cuivre. Et je ne parle que des électrons en surface et non dans le volume et qui sont beaucoup plus nombreux.
Au revoir.
Ça va devenir une habitude, je promet que je le fais pas exprès(c'est vrai en plus).
Je pense que ce qu'il veut savoir c'est par quel mécanisme physique (et micro/nano/femto-scopique le potentiel "se transmet" depuis la borne d'une pile à un câble. Le câble peut "porter" le potentiel sur de "grandes" distances avec peu de pertes, pourtant, comme vous l'avez dit, la concentration de charges dans le câble ne change presque pas. Or on a répondu plus tôt que ce qui faisait un potentiel c'était une concentration de charge.
Bref, keskispass dans le câble ? J'oriente les éventuelles réponses vers la notion de conducteur, de bande de conduction et sur des trucs que je ne connais pas.
Toujours, il faudrait que jtruc34 confirme que c'est bien là sa question.
Si oui, je me propose comme traducteur officiel !
Re.Ça va devenir une habitude, je promet que je le fais pas exprès
Je pense que ce qu'il veut savoir c'est par quel mécanisme physique (et micro/nano/femto-scopique le potentiel "se transmet" depuis la borne d'une pile à un câble. Le câble peut "porter" le potentiel sur de "grandes" distances avec peu de pertes, pourtant, comme vous l'avez dit, la concentration de charges dans le câble ne change presque pas. Or on a répondu plus tôt que ce qui faisait un potentiel c'était une concentration de charge.
Bref, keskispass dans le câble ? J'oriente les éventuelles réponses vers la notion de conducteur, de bande de conduction et sur des trucs que je ne connais pas.
Toujours, il faudrait que jtruc34 confirme que c'est bien là sa question.
Si oui, je me propose comme traducteur officiel !
Vous avez peut-être raison. Dans ce cas ce n’est pas traducteur officiel que vous devez devenir, mais voyant extralucide officiel.
J’attends confirmation de jtruc34. Et je reposterai une explication de la progression de la tension sur le fil que j’ai déjà donnée plusieurs fois.
A+
Bonjour,
Le grand voyant extra-lucide a prédit correctement
(la fin de mon message a planté, et je n'ai pas pu l'éditer, sous prétexte qu'il était trop tard...)
Et tant qu'à faire, si quelqu'un peut m'expliquer comment les potentiels font pour s'additionner quand on branche des sources de tensions en série...
Merci beaucoup !
P.S.: avec un nom comme le sien, Chadocan peut sembler être prédisposé à comprendre les phrases tordues (il est bien basé sur la racine proto-indo-européenne *shadok ?)
Re.Bonjour,
Le grand voyant extra-lucide a prédit correctement
Voici une explication de ce qui arrive quand on prend un fil branché à la terre et on le branche sur le pole + de la pile :
Prenons la manip de la pile et les courts-circuits. Mettons que vous connectez fugitivement le câble au pôle positif (l'autre extrémité du câble est déjà connecté 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+
D'accord ! J'ai l'impression de comprendre vaguement. Et que se passe-t-il si je connecte le câble uniquement à un pôle non-neutre, et dont l'autre extrémité est relié à rien ?
merci pour l'explication, c'est particulièrement intéressant !
Oh pour moi c'était clair, mais c'est parce que j'ai pas la réponse. Tu te doutes bien que si je connaissais l'explication alors je comprendrais rien à la question ! (Ça ne serait pas drôle sinon).Le grand voyant extra-lucide a prédit correctement c'est bien ce que je voulais dire. Je suis donc si peu clair ?
Absolument pas ! (c'est une longue histoire, et certainement un peu décevante).P.S.: avec un nom comme le sien, Chadocan peut sembler être prédisposé à comprendre les phrases tordues (il est bien basé sur la racine proto-indo-européenne *shadok ?)
En fait, je suis entrain de me dire que la première réponse de LPFR était peut-être la meilleure, il faudrait qu'il me confirme mais quand tu branches le câble à une borne et l'autre extrémité à rien, tu vas légèrement changé la densité de charge en surface du câble (jusque là c'est a peu près ce qu'il a dit), et c'est ce changement qui "porte la tension". Autrement dit (je suis encore dans la pure spéculation à confirmer) si tu mesures la densité de charge du câble à 1 m, connaissant le matériau (les pertes), tu devrais pouvoir en déduire la valeur de la tension au borne de la pile.Et que se passe-t-il si je connecte le câble uniquement à un pôle non-neutre, et dont l'autre extrémité est relié à rien ?
Je parlais en fait du dessin animé des shadoks. C'est pas un mot qui ait un quelconque sens linguistique, évidemment...
Re.
Si le câble termine « en l’air ». Le processus est identique à celui que j’ai décrit, jusqu’à ce que la tension arrive à l’extrémité.
Admettez pour le moment que ça s’arrête là.
Dans la réalité c’est bien plus compliqué, car le courant qui circulait dans le câble ne peut pas s’arrêter instantanément, et la tensions se met à augmenter sur l’extrémité, la situation s’inverse et le processus (réflexion de l’impulsion sur l’extrémité ouverte de la ligne), se répète.
Mais la situation finale sera statique, avec tout le câble au potentiel de la borne à laquelle il est branché.
Vous verrez ça en détail quand vous étudierez les lignes de transmission.
A+
D'accord. J'ai posé cette question parce que j'ai remarqué en jouant avec un simulateur que le potentiel d'une borne d'un condensateur, si elle terminait dans le vide, changeait instantanément selon le potentiel de l'autre borne. Vous avez dit que le câble devait se charger. Que se passe-t-il donc dans ce condensateur ? La capacité n'a l'air de jouer aucun rôle.
Merci beaucoup !
Re.
Un condensateur qui ne débite pas de courant maintient constante la différence de potentiel entre ses bornes.
Il se comporte comme une pile (une source de tension). Et ceci quelque soit sa capacité.
A+
Oui, mais pourquoi ?
Merci !
Re.
Ce sont les propriété mêmes d’un condensateur, qui se démontrent à partir des lois d’électromagnétisme.
Mais pour faire brève, je peux vous répondre que l’énergie stockée dans un condensateur est ½CV². Donc si on ne change la charge d’un condensateur, la tension reste constante.
A+
