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Physique : circuits, Intensité, tension....

Posté par
colro51
26-01-11 à 08:10

Bonjour à tous.

Voilà en physique on a abordé les circuits RC et RL (presque terminé à vrai dire).
Et j'ai du mal à apprendre des choses sans les comprendre (concrètement surtout).

Voilà tout ce que je sais (ou je crois savoir) : L'intensité correspond simplement à un débit d'électrons, plus il y a d'électrons donc, plus l'intensité est forte? Ou plus la vitesse des électrons est grande et plus l'intensité augmente? Et comment ça se fait que des électrons se déplacent, comment les fait-on bouger?

Un appareil (dipôle) est constitué d'une résistance qui, au travers de la tension, indique sa consommation de l'intensité ? La tension représente donc les besoins du dipôle ? Et comment marche un dipôle ? Que font les électrons? Dans le cas d'un générateur, la tension est positive car celui-ci n'a pas de résistance, comment délivre-t-on du courant ?

Après il reste beaucoup de choses, notament concernant les condensateurs.

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 08:51

Bonjour,

Tu as tout à fait raison de chercher à comprendre concrètement. Rien de tel pour cela que faire des expériences. Il y a les TP au lycée. Il peut y avoir des expériences simples chez soi.

Dans les études élémentaires de physique on a la chance aussi de pouvoir se faire assez facilement des images mentales. Ceci n'est plus possible (et même dangereux) dans les études supérieures, mais chaque chose en son temps.
________________

L'intensité : le nombre d'électrons qui passe en un point d'un circuit en un temps donné (très exactement la charge qui passe en un point d'un circuit en une seconde ; mais chaque électron est porteur d'une charge électrique).

Une image ? Un couloir (à sens unique) d'un métro et le nombre de personnes qui passe en un temps donné.

J'ai travaillé dans un laboratoire où pour générer une intensité étalon on comptait un par un (oui, un par un) les électrons qui passaient dans un circuit dans un temps donné.

Les électrons sont porteurs d'une charge négative. Ils seront attirés par un point du circuit où la charge est positive et repoussés par les points où la charge est négative.

On continue avec l'image : les personnes dans la foule cherchent de la place. Elles se déplacent vers les zones vides et s'éloignent des zones surpeuplées.

Une résistance est un obstacle à la circulation facile des électrons.

Image : dans le couloir du métro on fait des travaux. Il va y avoir une accumulation des personnes avant l'obstacle et peu de personnes après l'obstacle. Il y aura donc une "différence de potentiel" aux bornes de la résistance quand elle est parcourue par un courant. C'est la loi d'Ohm qui permet d'en connaître la valeur.

Dans un métal conducteur de l'électricité tous les électrons ne sont pas fortement liés aux noyaux des atomes. Il y a comme un "gaz" d'électrons assez libres de se déplacer dans le métal. Pour cela une extrémité du métal sera portée à un potentiel négatif (beaucoup d'électrons) et une autre extrémité à un potentiel positif (un manque d'électrons) : les électrons se déplaceront alors de la zone négative (excès d'électrons) vers la zone positive (manque d'électrons).

Une difficulté à laquelle il faut s'habituer car plus personne ne peut changer cette erreur vieille de deux siècles : on s'est trompé en choisissant le sens du courant. Le sens du courant est opposé au sens de déplacement des électrons. C'est pour cela que l'on dit que les électrons portent des charges négatives.
____________

Cela vaut ce que ça vaut. Si cela peut t'aider tant mieux...

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 10:37

Bonjour,

Merci beaucoup de ta réponse très complète (et enrichie d'exemples concrets ).

Serait-ce osé (car j'imagine que je ne peux pas résoudre tous les mystères) de demander pourquoi les électrons migrent vers une zone positive, pourquoi ce n'est pas la vitesse mais le nombre d'électrons qui déterminent la valeur de l'intensité, et (surtout) pourquoi les électrons vont dans le sens contraire de l'intensité (je suppose que c'est une question étrange qui va provoquer une réponse étrange, ça doit pas être facile à expliquer, voire impossible, mais ça m'intrigue) ?


Je te remercie encore pour les réponses et m'excuse de t'en soumettre de nouvelles.

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 10:38

Comment un dipôle fonctionne-t-il? Où passent les électrons consommés par un dipôle et qui sont modélisés (si je ne me trompe pas) par le tension (notion qui me pose régulièrement problème).

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 13:41

Je continue avec des images (même si c'est loin d'être idéal) :

Intensité : c'est une convention. Si je compte combien de personnes passent dans le couloir du métro où je me suis assis, je compte. Et je compte un aussi bien pour une personne âgée qui avance difficilement que pour un jeune sur ces rollers qui passe à toute vitesse.

Une zone négative est très riche en électrons. En migrant vers une zone positive ils se donnent de l'espace.
Dans une salle pleine à craquer, si on ouvre une porte donnant accès à une salle vide, on verra très vite les personnes se déplacer pour se donner de l'air. Petit à petit il y aura autant de personnes dans chaque salle.

L'intensité est compté positivement du "plus" vers le "moins". Mais les électrons, porteurs de charges négatives, se déplacent du "moins" vers le "plus". Ce n'est pas grave. Mais c'est un peu gênant quand on raisonne avec le déplacement des électrons.

Les électrons ne sont pas du tout "consommés" par le dipôle. Dans leur déplacement les électrons sont ralentis par l'obstacle que représente le dipôle résistif. Ils s'accumulent à une extrêmité du dipôle pour attendre leur tour et pouvoir passer. L'intensité diminue donc à cause de l'obstacle. Une différence de potentiel existe entre l'entrée et la sortie du dipôle : tout comme une bousculade dans le couloir du métro s'il y a un obstacle ; et cela engendrera certainement des "tensions" entre ceux qui attendent, sont pressés et râlent de ne pouvoir avancer...

Images, simples images...

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 14:33

Ahah, tu me tues avec ces métaphores (je sais pas si c'est ça) et c'est images, c'est énorme.
Cependant, ça m'aide Et toi, au moins, tu réponds à mes "attentes" (dans le bon sens du terme), en répondant concrètement (peut-être même trop? lol).
Les gens créent des tensions .

Mais, si les électrons attendent leur tour, la différence de potentiel ne devrait-elle pas tendre à diminuer? Y'a quelque chose que j'ai du loupé ! Ou peut-être pas car c'est un circuit, donc ils font des tours.
Parenthèse : une zone négative est, par définition, pleine d'électrons, c'est d'ailleurs pareil à l'envers, une zone pleine d'électrons est négative.
D'ailleurs, je pourrais même me demander pourquoi les électrons sont libres alors qu'ils sont censés représenter le cortexe électrique des noyaux, mais bon... .
Donc la vitesse des électrons n'intervient pas, uniquement leur nombre. Plus on libère d'électrons dans le circuit, plus on augmente l'intensité ?

Je suppose que je ne peux pas savoir pourquoi ils vont dans le sens inverse de l'intensité (ou plutôt le contraire :p).

Merci de me répondre, tu m'apprends beaucoup!

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 26-01-11 à 14:34

Question cruciale qui me hante dès que je démarre le générateur en TP : COMMENT ON FAIT ?
Je ne connais rien du courant en fait, que se passe-t-il? Le générateur envoie des électrons ? Comment?

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 29-01-11 à 14:48

Posté par
colro51
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 02-02-11 à 15:17

Posté par
coucou34
re : Physique : circuits, Intensité, tension.... 02-04-11 à 20:01

Bonjour, il y a aussi quelque chose que je ne saisis pas. En relisant, votre discussion, je comprends donc que le potentiel électrique est la quantité d'electrons ou de charges en un point donné, c'est bien ça? Et celui-ci s'exprimerait en Volt. Mais je ne suis pas sûre, pourriez vous m'éclairer. Merci d'avance.

Posté par
nathanael76
sens du courant = sens inverse du deplacement des electrons 20-04-11 à 16:12

image :
des clients '1' font la queue au guichet 'g', ou ya déja quelqu'un 'g1'
g1 1111111111111111111111


le client au guichet a fini et s'en va 'g0'.
g0 1111111111111111111111

le premier client de la queue a donc la place libre '0' au guichet,
il prend cette place,
et le client numero deux de la file d'attente a donc, devant lui,  la place numero un de libre
g1 0111111111111111111111

le client num 2, pour se rapprocher du guichet, prend donc la place du client num 1; et la place num 2 est libre
g1 1011111111111111111111

et ainsi de suite
g1 1011111111111111111111
g1 1101111111111111111111
g1 1110111111111111111111
g1 1111011111111111111111


...

g1 1111111111111111111011
g1 1111111111111111111101
g1 1111111111111111111110



le courant est le déplacement de cette place libre, qui va dans le sens contraire des électrons.
<--1<-- déplacement des électrons
-->0--> déplacement de la place libre

Posté par
nathanael76
complément de conclusion 20-04-11 à 16:15

le courant est le déplacement de cette place libre, qui va dans le sens contraire des électrons.
<--1<-- déplacement des électrons
-->0--> sens du courant = déplacement de la place libre



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