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[exo] Physique électrique, à l'aide !




  1. #1
    Max Nicolas

    Post [exo] Physique électrique, à l'aide !

    Bonjour, je suis en année préparatoire d'université à Montréal
    Je dois donc passer des cours de cégep (équivalent du lycée) car j'ai fait le système Français
    Parmi ces cours il y a de la physique électro-magnétique, et il y a des exercices que je n'arrive juste pas à faire
    Sachant que j'ai les énoncés et les réponses (merci le livre) mais pas la démarche à suivre, j'aurais vraiment besoin d'aide pour comprendre mes erreurs.
    Je vais réécrire 3 des exercices et rapidement ce que j'ai fait, ainsi que la fiche de formules qui nous est donné (oui, on apprend pas les formules par coeur, juste leur utilisation, vive le Québec)
    Merci de m'aider au plus vite



    Exercice 1 (juste le c, les deux autres j'ai réussi)

    La résistivité de l’aluminium ρ0= 2,8 ×10-8 Ω.m à T0=20°C et son coefficient thermique de résistivité α=4 ×10-3°C-1. On fait circuler un courant perpendiculairement à l’une des faces d’un cube d’aluminium de côté L=12 cm.



    a) Quelle est la résistance du cube d’aluminium à une température T=50° C ?

    Réponse : 2,61e-7 ohm

    À cette température, l’aluminium a 3 électrons libres par atome, une masse volumique d=2700 kg/m3 et une masse molaire M=26.982 g/mol. Le nombre d’Avogadro NA= 6.022×1023 atomes/mol.



    b) Quelle est le nombre d’électrons libres par unité de volume n pour l’aluminium à 50°C ?

    Réponse : 1,81e29 électrons/m3


    c) Si une densité de courant de norme J= 59 kA/m2 circule perpendiculairement à une des faces du cube d’aluminium, quelle est la vitesse de dérive vd des électrons à 50°C ?

    Réponse : 2,04e-6 m/s


    Ma démarche :

    I = n A e vd
    vd = I / n A e
    I / A = 1000 J
    n = 1,81e29 (réponse du b) * L3
    e = 1,602e-19
    vd = 1000 * 59 / 1,81e29 * L3 * 1,602e-19
    vd = 59000 / 2,90e10 * 0,123
    vd = 1,17e-3 m/s

    Oui, je suis assez loin...

    Exercice 2

    Soient 4 résistances fabriquées à partir de 4 matériaux différents. Ces résistances sont de forme cylindrique et ont tous le même diamètre d de 2,2 mm, mais elles sont de longueurs différentes.

    Résistance | Résistivité ρ à 20°C (Ω·m) | Coefficient thermique de résistivité α (°C)-1 | Longueur (cm)
    R1 (nichrome) | 1,5e-6 | 0,4e-3 | 2
    R2 (Manganin) | 45e-8 | 5e-7 | 4
    R3 (Acier) | 39e-8 | 8e-4 | 3
    R4 (Platine) | 11e-8 | 3,9e-3 | 1


    Quelle serait la résistance équivalente dans la disposition suivante à 20°C?

    |------ R2 -------|
    | |
    --- R1 ---| |---
    | |
    |--- R3 --- R4 ---|

    Réponse : 0,00986 ohm

    Ma démarche :

    En série
    R(eq) = R1 + R2 + ... + Rn
    En dérivation
    1 / R(eq) = 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / Rn
    R5 = R3 + R4
    1 / R6 = 1 / R2 + 1 / R5
    R(eq) = R1 + R6
    R = L * ρ

    R(eq) = R1 + 1 / (1 / R2 + 1 / (R3 + R4))
    R(eq) = L1 ρ1 + 1 / (1 / L2 ρ2 + 1 / (L3 ρ3 + L4 ρ4))
    R(eq) = 0,02 * 1,5e-6 + 1 / (1 / 0,04 * 45e-8 + 1 / (0,03 * 39e-8 + 0,01 * 11e-8))
    R(eq) = 3e-8 + 1 / (1 / 1,8e-8 + 1 / (1,17e-8 + 1,1e-9))
    R(eq) = 3e-8 + 1 / (1 / 1,8e-8 + 1 / 1,28e-8)
    R(eq) = 3e-8 + 1 / (1,28 / 2,304e-8 + 1,8 / 2,304e-8)
    R(eq) = 3e-8 + 1 / (3,08 / 2,304e-8)
    R(eq) = 3e-8 + 1 / 1,3368e8
    R(eq) = 3e-8 + 7,48e-9
    R(eq) = 3,748e-8 ohm

    Encore très loin...


    Exercice 3

    Quelle est la vitesse de dérive vd des ions Na+ dans une solution électrolytique comptant 1020 ions Na+/m3 et où circule une densité de courant de J=96,93 k μA/m2 ? (J est un vecteur)

    Réponse : 6,05e-6 m/s

    Ma démarche... Je dois avouer que j'ai abandonné celui-là...


    Merci beaucoup

    Voici la feuille de formules :
    Feuille_de_formules.pdf

    -----

    Dernière modification par albanxiii ; 12/03/2018 à 05h31. Motif: le forum est francophone

  2. #2
    Max Nicolas

    Re : [exo] Physique électrique, help !

    Vu la mise en page :/
    Voilà le tableau et la position des résistances dans l'exo
    Capture d’écran 2018-03-11 à 16.28.28.jpg
    Capture d’écran 2018-03-11 à 16.28.35.png
    Dernière modification par Max Nicolas ; 11/03/2018 à 20h31.

  3. #3
    phys4

    Re : [exo] Physique électrique, help !

    Bonsoir, je vous donne le raisonnement pour le 1C
    Citation Envoyé par Max Nicolas Voir le message
    Réponse : 1,81e29 électrons/m3

    c) Si une densité de courant de norme J= 59 kA/m2 circule perpendiculairement à une des faces du cube d’aluminium, quelle est la vitesse de dérive vd des électrons à 50°C ?

    Réponse : 2,04e-6 m/s

    Ma démarche :

    I = n A e vd
    vd = I / n A e
    I / A = 1000 J
    n = 1,81e29 (réponse du b) * L3
    e = 1,602e-19
    vd = 1000 * 59 / 1,81e29 * L3 * 1,602e-19
    vd = 59000 / 2,90e10 * 0,123
    vd = 1,17e-3 m/s

    Oui, je suis assez loin...
    Vous avez cherché trop compliqué :
    vous avez déjà calculé la densité électronique à la question précédente, soit d e/m3
    la densité de courant sera J = d*e*v
    il vous suffit donc de e = 1,602*10-19 pour trouver

    v = J/(d*e)
    Comprendre c'est être capable de faire.


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