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pourquoi le champ électrique varie en fonction de la résistance
Bonjour,
j'aimerais avoir une explication au niveau du comportement de l' électron, pour comprendre pourquoi dans un circuit parcouru par un courant, si la résistance d'un matériau augmente, alors le champ électrique augmente également dans la résistance. Et donc si j'ai une résistance nulle alors mon champ E est de 0
j'aimerais une explication sans passer par les formules E=-grad V ou V = que je connais, mais j'aimerais avoir une explication qui me permet de visualiser le phénomène.
merci d'avance pour votre aide
Bonjour
si la résistance d'un matériau augmente, alors le champ électrique augmente également dans la résistance.
Cette phrase est beaucoup trop vague ! Parler de résistance d'un matériau n'est pas précis : la résistance d'un conducteur dépend à la fois de la nature de celui-ci (influence de la résistivité
ou de la conductivité 
=1/) et de sa géométrie (longueur, diamètre s'il s'agit d'un conducteur cylindrique...).
Cette phrase est aussi souvent totalement fausse ! Je prends un exemple. Imagine un conducteur cylindrique de longueur L. Une différence de potentiel U est appliquée entre ses deux extrémités. Suppose que tu multiplie la résistance par 2 en doublant la longueur sans changer de nature de conducteur et sans modifier le diamètre du fil et la tension U. L'intensité se trouve divisée par 2 ainsi que la densité de courant j=I/S où S est l'aire d'une section droite du fil. L'expression locale de la loi d'Ohm :
ah oui j'avoue, on peut augmenter la resistance et diminuer le champ E.
Mais je ne comprend toujours pas 
je vais te donner un exemple de mon probleme.
On prend une source de tension parfaite (Rg = 0) et on la relie avec un fil de resistance nulle, on a un court circuit. Vu que le fil n'a pas de resistance, alors le champ E dans ce fil est nulle, et je bloque la dessus. Car s'il y a circulation d'électron, cette circulation est bien du à une source de tension qui a un champ E > 0 pour exercer une force sur les électrons. Alors pourquoi dans le fil j'ai un champ E = 0 ?
pour moi s'il y a un courant qui circule j'ai forcément un champ E > 0
pour moi s'il y a un courant qui circule j'ai forcément un champ E > 0
Si on fait abstraction de la supraconductivité dont l'étude relève de la mécanique quantique, tu as tout à fait raison.
Ta difficulté vient sans doute du fait qu'en électrocinétique, tu es habitué à considérer la résistance des fils de liaison entre dipôles de résistances nulles. Ces résistances sont faibles par rapport aux impédances des dipôles mais ne sont pas rigoureusement nulles.
merci pour ta réponse,
mais alors qu'est ce qui fait que, lorsque le courant rencontre une résistance le champ électrique varie dans la resistance. Pourquoi l'énergie potentiel électrique est plus grande dans une resistance que dans un fil ? le champ E varie mais pourquoi ?
Pourquoi l'énergie potentiel électrique est plus grande dans une resistance que dans un fil ?
D'où te vient cette idée sur l'énergie potentielle ? L'énergie potentielle électrique est égale à q.V où V désigne le potentiel du point où se trouve la charge ponctuelle q. Imagine une succession de conducteurs en série de résistances différentes (encore une fois : la résistance d'un fil n'est pas nulle !). Le potentiel V va décroître régulièrement de l'extrémité au potentiel le plus élevé à l'extrémité au potentiel le plus bas.
Pour cette succession de conducteurs en série, la conservation de la charge électrique implique que l'intensité I du courant est la même à travers toute section droite. Si la section droite n'a pas en tout point la même aire S, la densité de courant j=I/S va varier. Puisque la loi d'Ohm s'écrit sous forme locale :
n'est pas la même...
Bref : il existe, pour cet exemple, deux causes possibles de changement de valeur du champ électrique : un changement d'aire S de section droite ; un changement de conductivité.
merci vanoise, c'est un peu plus claire.
Si je prend deux fils de cuivre qui ont donc la meme conductivité mais de section différente, par exemple une section de 1m² et l'autre 1cm².
On a le meme courant qui circule, ce qui implique que les électrons vont plus vites dans la section de 1cm² car la section est plus petite. De meme, la densité de courant est plus fort sur le fil de 1cm² et donc le champ E est également plus fort.
Le champ E est plus fort sur la section de 1cm² car à l'extrémité du fil de 1m² il y a une partie du fil qui est relié au vide et l'autre partie au fil de 1cm². Donc il y a des électrons qui sont bloqués par le vide dans la section 1m², et c'est ces électrons qui augmentent le champ E dans la section de 1cm², car on a plus d'électron d'un coté que de l'autre?
Je crois que tu commences à comprendre mais attention : la succession de conducteurs que j'ai considérée n'est pas isolée dans le vide. Il faut imaginer un circuit fermé comprenant un générateur, sinon le courant ne circule pas. C'est ce générateur qui maintient la différence de potentiel.
ok mais si je prend deux fils de meme conductivité mais de section différente, on est d' accord que le champ électrique dans la section du fil la plus petite, aura un champ E plus grand que la section du fil la plus grande.
Ce que j'aimerais comprendre c'est pourquoi le champ E est plus grand. Car pour qu'un champ E varie, il faut que la densité de charge varie, donc le fil de section plus petit a plus de charge par cm², ce qui n'est pas possible car si on prend deux fils identique ( deux fils de cuivre par exemple) alors la densité de charge est la meme.
Car pour qu'un champ E varie, il faut que la densité de charge varie
Où vas-tu chercher cette idée ? Tu semble mélanger un certain nombre de très bonnes idées scientifiques avec de très grossières idées fausses qui t'embrouillent un peu... Prends le cas simple du champ électrique créé par une boule chargée placée dans le vide. La norme du vecteur champ dans le vide diminue en fonction de la distance au centre de la boule et pourtant la densité volumique de charge dans le vide est nulle en tout point ! De plus, dans le conducteur, sauf à très haute fréquence,la densité volumique de charge est nulle en tout point : dans chaque volume élémentaire il y a autant de charges + que de charges - ...
L'essentiel concernant les causes de variation du champ électrique dans ce contexte à été écrit dans mon message du 30-08-16 à 22:46.
Ok vanoise, c'est plus clair dans mon esprit. Mais tout ton explication pars du principe que le courant ne varie pas : I = J*S et donc si S diminue c'est forcément la densité de courant qui augmente et par conséquent le champ électrique augmente aussi. Alors oui je suis d'accord quand je suis dans des circuits en série le courant et le meme partout avec des composants passifs.
Le courant est toujours constant dans un circuit en série, c' est une loi empirique ou il y a une autre explication ?
Le courant est toujours constant dans un circuit en série, c' est une loi empirique ou il y a une autre explication ?
Cette loi est vérifiée expérimentalement bien sûr sauf à très haute fréquence (antenne TV par exemple). Elle peut se déduire de la conservation de la charge électrique : imagine deux sections droites S1 et S2 quelconques d'un circuit série constitué de conducteurs en série. Aucune charge ne peut s'accumuler entre les deux sections : l'intensité du courant qui entre en S1 est nécessairement égale à l'intensité du courant qui sort en S2...
De façon un peu plus formelle, mais sans savoir si cela est à ton programme : sauf à très haute fréquence, la divergence du vecteur densité de courant
est nulle en tout point à l'intérieur du circuit et à chaque instant. Dans ces conditions, le vecteur est à flux conservatif : le produit j.S = I est le même à un instant donné pour toute section droite du circuit...
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