Retour des électrons dans un circuit de courant continu ou alternatif

[Daniel1958]

Bonjour

J'ai une question électricité simple pour vous mais intrigante pour moi (j'ai attendu 63 ans pour comprendre enfin les saisons (merci le site de l'observatoire de Marseille pour ses schemas clairs))

Dans un circuit fermé avec une pile en courant continue les electrons (anode cathode) partent de la pile en créant un flux qui génère un courant.
Les électrons après avoir alimenté une lampe reviennent dans la pile. Qu'elle est leur énergie de retour ? Comment la calculer car il doit y avoir des pertes (mécaniques quantiques matériaux absorbants)
Ce retour ne sert-il pas d'autorégulation pour ajuster l'ampérage fourni ?

J'ai la même question pour l'alimentation 220V 10 A en courant alternatif avoir alimenté une lampe le retour des électrons ne sert-il pas aussi à autoréguler les puissances de départ ?
-si je dénude le fil de retour. Je le coupe en deux et touche les deux bouts. Je pense recevoir un choc électrique étant en série après une lampe et participant de fait au circuit.
-si je dénude le fil de retour. Je le touche des deux mains. Recevrai-je un micro courant ? Le circuit reste ouvert mais avec une légère dérivation.
-si je dénude le fil de retour. Je le touche d'une seule main. Je pense que rien de m'arrivera car le circuit reste bouclé et ne peut en aucun cas faire un autre circuit avec mon corps


Ne riez pas je ne suis qu'un simple béotien.


Cordialement
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[antek]

La pile crée un champ électrique qui provoque le déplacement des électrons libres.
Un électron qui a quitté la cathode referme peut-être un jour la boucle à l'anode.
L'énergie de cet électron n'a pas de raison d'être différente en tous points du conducteur, et n'a pas d'intérêt pour la compréhension du courant électrique.

Je suis un béotien moi aussi !

[Daniel1958]

Bonjour

Merci pour cette première réponse
Là j'ai bien compris la logique. Mais il y a des pertes. A combien peut-on les estimer. Cela reste magique pour moi (c'est la vraie révolution entre le monde ancien et monde nouveau). Je me demande aussi quel matériel récupère les électrons du courant alternatif produits par les centrales. Il y a là un circuit qui me dépasse.

Cordialement

[antek]

Dans le conducteur je ne vois que les pertes par effet joule.
Mais un physicien en voit sûrement d'autres !

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Bonjour,

Dans un circuit fermé avec une pile en courant continue les électrons (anode cathode) partent de la pile en créant un flux qui génère un courant.

Le flux d'électrons qui circulent EST le courant.

Ce retour ne sert-il pas d'autorégulation pour ajuster l'ampérage fourni ?

La régulation se fait en tout point, la pile génère un champ électrique, comme dit par @antek, qui met en mouvement les électrons et ceux-ci sont soumis à un "frottement" qui les freinent, l'équilibre entre les deux impose le courant.
Il reste à réguler la répartition dans un circuit inhomogène.

Les électrons après avoir alimenté une lampe reviennent dans la pile. Qu'elle est leur énergie de retour ? Comment la calculer car il doit y avoir des pertes (mécaniques quantiques matériaux absorbants)

Les pertes ce sont les "frottements". L'énergie de l'électron est proportionnel à la tension. La perte d'énergie de l'électron UI avec U différence de potentiel se retrouve sous forme d'effet Joule.

[Daniel1958]

Bonjour

Merci pour la clarté. Je peux me tromper mais il me semble que ce sujet est rarement abordé

Cordialement et merci

[f6bes]

Bonjour

Merci pour cette première réponse
Là j'ai bien compris la logique. Mais il y a des pertes. A combien peut-on les estimer. Cela reste magique pour moi (c'est la vraie révolution entre le monde ancien et monde nouveau). Je me demande aussi quel matériel récupère les électrons du courant alternatif produits par les centrales. Il y a là un circuit qui me dépasse.

Cordialement

Bjr à toi,
Qui te dis qu'il y a des pertes...d'électrons !
C'est comme si tu disais dans un tuyau d'eau j'ai des pertes d'eau. Toute l'eau qui entre dans le tuyau....en ressort !
(sans perte...sauf si trous dans le tuyau)
En alternatif , les électrons n'ont pas le temps de partir dans un sens...qu'aussitot il doivent repartir dans l'autre sens.
Et cela ..50 fois par seconde. En fait il font quasiment du sur place.
Il n'y a pas de "matériel" qui récupére les électrons.
Les électrons circulent dans les conducteurs....et ils tournent en rond dans le circuit...à la vitesse d'un esargot ( vitesse de déplacement
des électrons)
Bonne journée
Les conducteurs ce sont les tuyaux d'eau

[Brinicle]

Bonjour,

Dans le conducteur je ne vois que les pertes par effet joule.
Mais un physicien en voit sûrement d'autres !

En alternatif il y a aussi le rayonnement électromagnétique du câble.

Dans certains cas il y a aussi le réactions chimiques (dans l'eau par exemple).

Et attention n'oubliez pas que là vous parlez dans le cadre de l'ARQS...

[Daniel1958]

Merci pour les infos

J'ai toutefois une question le courant est dit alternatif Aller-retour 50 fois par seconde. Mais c'est là où je bute à quel moment les électrons rebroussent chemin car la vitesse moyenne est 175 000 et 200 000 km/s. Est-ce lorsqu'ils rencontrent une résistance car il leur faut un parcours minimum je suppose. Je veux bien que la composante des ondes soit nulle. Mais elle peut l'être comme ça +- +- +- +- ou +++++++ avec un retour -----------

Cordialement

[Daniel1958]

Merci pour cette précision utile

[gts2]

Mais c'est là où je bute à quel moment les électrons rebroussent chemin car la vitesse moyenne est 175 000 et 200 000 km/s.

Non, 200 000 km/s c'est la vitesse de l'onde (le champ électrique), les électrons se déplacent à une vitesse de l'ordre du cm/s.

[Daniel1958]

Merci pour avoir corrigé ma bourde

[jiherve]

bonsoir
le plus drôle c'est qu'en DC les électrons se déplacent à qqs pouillèmes de mm/s et pas du tout en AC!
JR

[Pio2001]

Bonjour,
Les électrons sont comme les voitures de course sur un circuit. Au départ de la course, tout se passe comme en courant continu : quand on allume l'ampoule, on donne le départ de la course.
Les voitures accélèrent à 200 km/h. Cela correspond à la vitesse des électrons, un centimètre par seconde.
La vitesse de l'onde, c'est combien de temps sépare le départ de la voiture en pole position de la voiture de queue. Eh bien elles démarrent en même temps. Pour les électrons, il y a un minuscule délai, qui se propage à 200000 km/s.

Autrement dit, si la pile est à 200000 km de l'ampoule, alors l'ampoule s'allume une seconde après qu'on branche la pile. Mais aucun électron n'a encore fait tout le trajet, c'est le "feu vert" donné par la pile qui a été "vu" par les électrons qui étaient déjà dans le filament de l'ampoule. Ils ont a lors commencé à se déplacer tout doucement dans ce dernier, ce qui le fait briller.

En ce qui concerne le retour, il faut comprendre que tout fil électrique est en permanence embouteillé d'électrons. Si on ne branche que le fil aller, cela donne bien un feu vert sur le fil aller, mais aucun électron ne peut bouger, parce qu'il y a un embouteillage à la sortie de l'ampoule sur le fil retour. Le trafic est bloqué.
Si on branche le fil retour, alors les électrons peuvent tourner en rond. Ils sortent de la pile, font le tour du circuit, et y reviennent.
Si on coupe un fil où que ce soit, le trafic s'arrête instantanément sur tout le circuit. L'embouteillage se propage à 200000 km/s, et toutes les voitures s'arrêtent d'un coup dans un grand carambolage.

Pour le courant alternatif, l'analogie du circuit de voiture donne un résultat curieux : à peine les voitures ont fait 2 mètres dans un sens qu'elle font toutes demi-tour, elle font 2 mètres dans l'autre sens, demi-tour, deux mètres, demi-tour etc.

[f6bes]

Remoi,
Une animation qui peut représenter "la vitesse" des électrons:
https://commons.wikimedia.org/wiki/F...gif?uselang=fr
Le premier électron( boule) reçoit une implusion qu'il transmet au deuxiéme électron ( boule)..ect..ect..
On peut voir que les boules ne bougent (électrons) ne bougent pas (vitesse escargot) par contre
l'implusion traverse "l'ensemble"à vitesse grand V (vitesse de la lumiére).
Bonne journée

[Brinicle]

le plus drôle c'est qu'en DC les électrons se déplacent à qqs pouillèmes de mm/s et pas du tout en AC!

Quelle horreur ! N'oubliez pas qu'il s'agit de la vitesse moyenne et que la vitesse d'un électron (la vraie) est quelconque et est régie par une distribution statistique.
Et cette vitesse moyenne n'est pas toujours nulle en AC.

[jiherve]

bonjour,
en effet il s'agit bien de la vitesse moyenne ce que l'allusion au comportement en alternatif sous entend!
JR

[Daniel1958]

Bonsoir

Juste pour vous dire que ce sujet n'est facile pour moi. J'avais lu que le courant alternatif permettait une moindre usure du fil conducteur en cuivre.

Voilà que je trouve une raison bien plus cohérente via les transformateurs qui permettent de réduire l'effet joule avec la réduction de l'intensité en vertu de P=RI2 (on voit tout de suite l'importance de l'ampérage).

Pour un "piou piou" comme moi s'est difficile de se repérer.

Cordialement et merci à tous

[antek]

J'avais lu que le courant alternatif permettait une moindre usure du fil conducteur en cuivre.

Et où donc ?
Cela parlait peut-être de phénomènes d'électrolyse dans certains cas, concernant le conducteur et/ou son enrobage.