Pourquoi la chaleur ne produit pas de courant électrique alors que le courant produit de la chaleur

[andretou]

Bonjour à tous
On sait qu'une variation de champ magnétique produit un courant électrique, et que réciproquement un courant électrique génère un champ magnétique.
Mais si un courant électrique produit de la chaleur en passant dans une résistance, alors pour quelle raison en l'absence de courant électrique le fait de chauffer la résistance ne produit pas de courant électrique ?
Autrement dit, pourquoi n'y a-t-il pas de relation de cause à effet réciproque entre l'électricité et la chaleur, alors qu'il y a une relation de cause à effet réciproque entre l'électricité et le magnétisme ?
Merci d'avance pour vos réponses
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[jacknicklaus]

Une pierre qui tombe sur une autre immobile transfère une partie de son énergie cinétique en énergie thermique, qui chauffe la pierre immobile.
Pourquoi en chauffant la pierre immobile, on n'expédie pas dans les airs une autre pierre posée sur elle ?

[Paraboloide_Hyperbolique]

Bonsoir,

Pour donner une réponse plus précise:

Quand un courant électrique* parcours un conducteur classique**, il y a un flux d'électrons qui se déplacent dans le conducteur. Il arrive que des électrons entrent en collision avec des défauts du conducteur (clivage cristallin, présence d'impuretés...). Lors d'une telle collision, l'électron en question transmet une partie de son énergie cinétique aux atomes environnant qui se mettent à vibrer un peu plus. C'est l'effet Joule.

Lorsque vous chauffez un conducteur, vous amplifiez le mouvement de vibration moyen des atomes de celui-ci. Cependant, même si des électrons parviennent alors à momentanément quitter leurs atomes respectifs, ceux-ci sont envoyé "valser" dans tous les sens. Il n'y a pas un flux net d'électrons dans une direction ou une autre et donc pas de courant.

*Je prend ici un courant continu.
**Qui obéit à la loi classique U = RI (tension = résistance * courant). J'exclus ici le cas des supra-conducteurs.

A noter que dans certaines conditions particulières, il est possible de produire un (faible) courant électrique entre des conducteurs de natures différentes portés à des températures différentes. C'est l'effet Seebeck https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck.

[jacknicklaus]

Pourquoi en chauffant la pierre immobile, on n'expédie pas dans les airs une autre pierre posée sur elle ?

ce que je voulais dire par là, c'est vous inciter à regarder du côté des notions d'irréversibilité. Et notamment, en thermodynamique, de considérer la problématique de transformation de chaleur en travail (mécanique ou autre).

[A voir en vidéo sur Futura]

[ROBERTO HUGO COELLO]

Vous pouvez mettre deux feuilles de métal dans un récipient avec de l’eau, une lamina froid et l’autre chaud et mesurer avec un voltmètre et vous verrez qu’il ya le courant

[obi76]

Bonjour,

Vous pouvez mettre deux feuilles de métal dans un récipient avec de l’eau, une lamina froid et l’autre chaud et mesurer avec un voltmètre et vous verrez qu’il ya le courant

pour commencer, un courant se mesure avec un ampèremètre.
Pour continuer, non.

[penthode]

ce que je voulais dire par là, c'est vous inciter à regarder du côté des notions d'irréversibilité. Et notamment, en thermodynamique, de considérer la problématique de transformation de chaleur en travail (mécanique ou autre).

Et plus généralement le principe d'entropie

Mais je crains qu'on tape un peu fort

[andretou]

A noter que dans certaines conditions particulières, il est possible de produire un (faible) courant électrique entre des conducteurs de natures différentes portés à des températures différentes. C'est l'effet Seebeck https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck.

Merci pour ces informations. De liens en liens, j'ai découvert l'existence de l'effet thermoélectrique et de la thermopile...
https://fr.wikipedia.org/wiki/Thermopile
Donc la chaleur peut en effet produire un courant électrique dans certaines conditions particulières.
Mais on est loin de la nature symétrique qui caractérise la relation entre l'électricité et le magnétisme.
Existe-t-il en physique d'autres phénomènes de cause à effet réciproques ?
Ou le couple électricité-magnétisme constitue-t-il une exception ?

[roro222]

Existe-t-il en physique d'autres phénomènes de cause à effet réciproques ?
Ou le couple électricité-magnétisme constitue-t-il une exception ?

Salut
L'effet piézoélectrique

[Fustigator]

A noter que dans certaines conditions particulières, il est possible de produire un (faible) courant électrique entre des conducteurs de natures différentes portés à des températures différentes. C'est l'effet Seebeck https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck.

Faible certes, mais certaines sondes spatiales fonctionnent grâce à cela depuis des décennies.

[Paraboloide_Hyperbolique]

Faible certes, mais certaines sondes spatiales fonctionnent grâce à cela depuis des décennies.

En effet, je n'y avais pas pensé sur le moment. Comme sondes équipées de thermocouples, on peut notamment citer New Horizon.

Merci de la remarque.

[andretou]

Comme sondes équipées de thermocouples, on peut notamment citer New Horizon.

Question subsidiaire ! Sur les sondes spatiales, quels sont les types d'instruments ou d'appareils qui utilisent préférentiellement les thermocouples ?

[Deedee81]

Salut,

Question subsidiaire ! Sur les sondes spatiales, quels sont les types d'instruments ou d'appareils qui utilisent préférentiellement les thermocouples ?

La question est bizarre. Sur les sondes il y a une alimentation : panneaux solaires, batteries, piles à combustible ou thermocouple (avec une source de chaleur radioactive).
Et tous les appareils et instruments de la sonde utilisent la source d'alimentation.

Un trucmachin qui a besoin d'un milliampère est très content quand on lui donne un milliampère, peu importe avec quoi.

[Fustigator]

Question subsidiaire ! Sur les sondes spatiales, quels sont les types d'instruments ou d'appareils qui utilisent préférentiellement les thermocouples ?

Question plus que bizarre.
Les sondes spatiales destinées à l'espace lointain sont intégralement alimentées par générateurs thermo-isotopiques, donc via des thermocouples (la source froide étant évidente) :les sondes Voyager sont l'archétype de ce type d'utilisation; leurs générateurs continuent à fonctionner avec une perte de puissance après plus de 40 ans, dans une région de l'espace où les panneaux solaires seraient parfaitement inutiles
https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/

Celles destinées à l'espace proche sont alimentées via panneau solaires (toute règle ayant ses exceptions).

[Deedee81]

Petit détail : il est clair qu'avec ce type d'alimentation, il faut des appareils extrêmement peu gourmand. Faut pas un truc consommant un mégawatt
On utilise ou on conçoit donc des dispositifs extrêmement peu gourmand en énergie.

Mais alors c'est plus une question pour le forum d'astronautique voire d'électronique pour certains aspects.

[Fustigator]

Petit détail : il est clair qu'avec ce type d'alimentation, il faut des appareils extrêmement peu gourmand. Faut pas un truc consommant un mégawatt

Pour fixer les idées :

- Dans le cas des sondes Voyager, la puissance disponible au lancement était de 470W (on met les générateurs radio-isotopiques en place le plus tard possible, car ils se refroidissent très mal sous la coiffe et il n'y a bien sur aucun moyen de les mettre en pause); on doit en être à moins de la moitié actuellement.

- Curiosity utilise un modèle "standard" de 125W ( https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-...ic_generator); c'est le seul robot martien utilisant ce système.

- La rapport poids/puissance des RTG n'est pas très intéressant (de l'ordre de 2 à 3W/kg) : on peut sans doute faire mieux avec de nouveaux alliages pour les thermocouples pour augmenter le rendement.

[andretou]

La question est bizarre. Sur les sondes il y a une alimentation : panneaux solaires, batteries, piles à combustible ou thermocouple (avec une source de chaleur radioactive).
Et tous les appareils et instruments de la sonde utilisent la source d'alimentation.

Ok. Mais est-ce qu'un thermocouple permet à une sonde de faire autre chose que d'envoyer un signal radio ?

[arbanais83]

Comme sondes équipées de thermocouples, on peut notamment citer New Horizon.

Et comme sondes équipées de thermocouples, certaines ont défrayé la chronique lors de la catastrophe de Fukushima.
La chaleur produite au coeur des réacteurs devaient être relevé avec ces sondes termocouples qui n'ont pas donné des résultats très probants.

[Paraboloide_Hyperbolique]

Ok. Mais est-ce qu'un thermocouple permet à une sonde de faire autre chose que d'envoyer un signal radio ?

Je ne comprend pas pourquoi vous vous posez cette question, à laquelle deux réponses ont déjà été apportées (par Deedee81 et Fustigator).

Je tente une troisième réponse du même tonneau: un thermocouple produit de l'électricité, électricité qui est ensuite utilisée par les instruments de la sonde. Votre question reformulée est donc:

"Mais que peut faire avec de l'électricité à part envoyer des ondes radios ?"

Vous savez sûrement de vous-même apporter plusieurs réponses à cette dernière question (sinon, je ne peux plus rien pour vous).

[albanxiii]

Note aux intervenants : allez lire les fils initiés par andretou, vous verrez assez vite qu'il est dans sa technique habituelle.

[andretou]

- Dans le cas des sondes Voyager, la puissance disponible au lancement était de 470W (on met les générateurs radio-isotopiques en place le plus tard possible, car ils se refroidissent très mal sous la coiffe et il n'y a bien sur aucun moyen de les mettre en pause); on doit en être à moins de la moitié actuellement.

- Curiosity utilise un modèle "standard" de 125W ( https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-...ic_generator); c'est le seul robot martien utilisant ce système.

Juste une précision svp : s'agit-il de la puissance générée par les thermocouples ?
Si oui, alors ma dernière question est sans objet (et désolé pour le malentendu).

[Deedee81]

Salut,

Juste une précision svp : s'agit-il de la puissance générée par les thermocouples ?

Oui, c'est ça.

[XK150]

Re ,

Ce que vous devez savoir sur les générateurs thermoélectriques à radio isotopes est ici :

https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A...0_radioisotope

Perso , pour moi un thermocouple , c' est une sonde ( en général de faibles à très faibles dimensions , d'où leur intérêt ) servant à mesurer des températures .

Ici , on a affaire à des éléments thermoélectriques dont on cherche à extraire de la puissance , ce qui n'est pas le cas " du thermocouple " basique .
Encore une fois , c'est une distinction personnelle , mais qui existe aussi clairement dans la littérature et qui peut aider à la compréhension pour une personne non spécialiste .

[Deedee81]

Salut,

Perso , pour moi un thermocouple , c' est une sonde ( en général de faibles à très faibles dimensions , d'où leur intérêt ) servant à mesurer des températures .

C'est une très bonne remarque ça en fait. Ca implique quelques différences technologiques (dans le thermotrucmachin, pas dans les appareils alimentés). C'est bien décrit dans le lien que tu as donné. Merci,