Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Conducteur/isolant

Posté par
crayon9
08-07-11 à 21:25

Bonjour,

Voilà, je me posais une question, on dit qu'un conducteur est un matériau qui laisse passer le courant, donc est-ce que cela veut dire que, c'est un matériau qui interagit faiblement avec les électrons ?
Dans le cas contraire, un isolant est donc un matériau qui interagit fortement avec les électrons, perturbant le passage d'un courant électrique.
Est-ce correct ?

Merci beaucoup d'avance

Cordialement

Crayon9

Posté par
entr0pie
re : Conducteur/isolant 09-07-11 à 00:21

Dans un sens ta remarque est bonne. Pour rendre compte au mieux des propriétés isolantes ou conductrices d'un matériau il faut utiliser la Mécanique Quantique, mais alors mon propos serait incompréhensible.

Donc , avec une vision plus naïve, on peut voir les isolants comme des matériaux formés d'atomes dont les électrons seraient très fortement liés au noyau, ce qui les empêcherait de se mouvoir librement au sein du matériau.
En suivant cette vision, les conducteurs ont donc des électrons faiblement liés a leur noyau (presque libres) ce qui leur permet de se mouvoir sous l'influence d'un champ électrique extérieur et de créer ainsi un courant électrique.
Cette explication (en fait tellement naïve qu'incorrecte) à l'avantage de se représenter les phénomènes de manière simple et d'expliquer certaines propriétés des matériaux (le fait qu'un conducteur réfléchisse la lumière,
que certains isolants soit transparents, la conductivité électrique via le modèle de Drude...) mais ne permet pas de rendre compte de beaucoup d'autres phénomènes, par exemple, les propriétés des semi-conducteurs.

Si tu es intéressé par la vrai théorie, tu peux chercher des articles de vulgarisation sur la "théorie des bandes", comme celui-ci http://physique-eea.ujf-grenoble.fr/intra/Organisation/CESIRE/MCC/MC/SemiCond/SCgeneral.pdf (pas si vulgarisé que ca...

Bon courage!

Posté par
crayon9
re : Conducteur/isolant 09-07-11 à 11:53

Merci pour votre réponse.

Je vais essayer de comprendre la théorie des bandes , toutefois, j'ai une autre petite question, en fait je ne comprends pas le terme d'électrons libres.
Cela veut t-il dire que les électrons libres sont en dehors de la coquille de l'atome et qu'il se "balade" librement et (aléatoirement ?) dans tout le matériau (surtout dans le cas d'un conducteur)?

Posté par
J-P
re : Conducteur/isolant 09-07-11 à 18:04

Attention, le mieux est l'ennemi du bien.

Au niveau Terminale, tiens-toi en à ce qui t'a été enseigné et ne t'occupe surtout pas de la théorie des bandes.

Les électrons dit libres (pour les matériaux conducteurs, spécialement les métaux) sont une partie de ceux de la couche de valence (la plus à l'extérieur de l'atome). Ces électrons sont assez "faciles" à arracher au métal et peuvent se mouvoir sous l'influence d'un champ électrique extérieur et participer ainsi à un courant électrique. (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique (électrons)).

Même si cette interprétation est un peu naïve, elle est plus que suffisante au niveau Terminale.

On ne doit pas vouloir descendre uns piste noire en ski avant d'avoir appris à marcher.

Mais ce n'est que mon avis.

Posté par
crayon9
re : Conducteur/isolant 09-07-11 à 23:30

Merci pour vos réponses.

J'ai fait un peu de recherche pour mieux comprendre.
Donc déjà, on peut dire que :
- Dans un atome isolé, les électrons possède une NRJ à valeurs discrètes (discontinues ) bien définies.
- Dans un solide où il y a des milliards d'atomes, les électrons de ces milliards d'atomes reliés par un réseau posséderont une NRJ qui prend des valeurs par intervalles. C'est pour cela qu'on a introduit le concept de ''bandes''.
Il y a plusieurs types de bandes.
Par ailleurs,  je ne comprends pas trop la bande interdite, cela veut il-dire que c'est une bande qui ne peut pas être franchi car les électrons ne peuvent acquérir assez d'NRJ pour franchir cette bande ?

Merci d'avance

Posté par
entr0pie
re : Conducteur/isolant 10-07-11 à 13:13

Je pense que J-P a raison. Mais vu la pertinence de ta question, je me suis dis que tu étais très curieux.

La bande interdite est une bande d'énergie où les électrons ne peuvent pas se trouver:
tout comme dans un atome, les énergies entre les niveaux permis sont interdites, quand il y a beaucoup d'atomes, les niveaux
deviennent des bandes entre lesquelles les énergies ne sont pas accessibles aux électrons. Mais, tout comme on peut exciter un
électron dans un atome en le faisant passer d'un niveau à un autre d'énergie supérieure (via l'absorption d'un photon, une collision,...), un électron, via les mêmes processus, peut passer d'une bande à une autre, mais en aucun cas se trouver dans
la bande interdite, d'où son nom
.
C'est ce genre de phénomène qui se produit dans les semi-conducteurs, qui, à température nulle sont isolants, car leur bande de
valence est pleine (plus de "place" pour le mouvement des électrons) mais a plus haute température, peuvent avoir des électrons
qui sautent dans la bande de conduction, grâce à l'énergie thermique, et devenir ainsi conducteurs, dont la conductivité dépend
fortement de la température.

Voilou, et si tu ne comprends pas ceci (en tout cas on ne peut vraiment pas te le justifier pour le moment), ce n'est vraiment
pas grave, comme le dis J-P, surtout si tu restes au lycée l'année prochaine.

Bonne continuation

Posté par
crayon9
re : Conducteur/isolant 12-07-11 à 21:09

Ok, merci beaucoup pour toutes vos explications !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !