Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths spé
Partager :

Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène

Posté par
singe3
27-11-11 à 20:04

Bonjour,

Voilà j'ai un schéma pour bien voir ce dont on parle :
Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène
Le cylindre est de longueur L  (de z=0 à z=L)


Voilà pour calculer R à l'aide de la loi d'Ohm U=RI j'ai besoin de calculer le potentiel V en fonction de z

Le problème c'est que j'ai un démo ou il est écrit :
en z=0, V=V1
en z=L/2, V=V2
ça je suis d'accord

Mais après je ne comprend pas pourquoi en z=L/2 V=V1 +(V2-V1)/2


Quelqu'un peut de débloquer ?

Merci

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 27-11-11 à 21:25

Bonjour,

En utilisant la loi d'Ohm locale \vec{J} = \gamma \vec{E} et le fait que I = \vec{J_1}\vec{n_1}S_1 = \vec{J_2}\vec{n_2}S_2 (flux de J conservatif, ici S_1 = S_2 puisque la section est constante) vous devriez pouvoir remonter au champ électrique et donc au potentiel.

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 27-11-11 à 22:39

I = \vec{J_1}\vec{n_1}S_1 c'est quoi cette formule je comprend pas, je connais i(t)=\vec{dS}

Mais en fait dans la démo que j'ai il est claqué direct que pour z=L/2,  V = V1 +(V2-V1)/2
Y-a-t-il quelque chose d'évident pour pouvoir dire cela qui m'échapperait ?

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 28-11-11 à 21:35

up je ne comprend toujours pas
pourquoi peut-t-dire directement sans aucun calcul que V(z=L/2)=V1+(V2-V1)/2

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 02:02

Bonjour,

Ma formule I = \vec{J}\vec{n}S est la même que la votre avec des notations différentes.

Ce qui est évident c'est \vec{J} = \vec{cte} donc \vec{E} = \vec{cte} puisque \vec{J} = \gamma \vec{E}. Et donc V_A-V_B = \int_{A}^{B}\vec{E} d\vec{r} avec de plus ici \vec{E}d\vec{r} = E.dr en raison de la géométrie. Et comme E = cte,  oui, c'est évident.... non ?

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 02:04

remarque : je ne fais pas de rédaction détaillée, mais il faut justifier que les lignes de champ qui sont également les lignes de courant sont paralèlles à l'axe du cylindre. Ce qui est... évident là aussi. Considérations de géométrie + propriétés des lignes de courant.

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 13:47

Citation :
Ce qui est évident c'est \vec{J} = \vec{cte}

Vous basez votre démo la dessus mais pour moi ce n'est pas évident justement. Comment peut on dire justifier que j est constant ?

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 16:41

Re,

Il faut lire le message qui suit celui qui contient cette équation....

On se place dans le cas où la longueur du fil est beaucoup plus grande que son rayon. On peut alors faire l'approximation d'un fil infini.

On a également une symétrie par rotation continue autour de l'axe de ce fil. On a donc \vec{J} = J(x)\vec{e_x}.

On sait qu'en régime permanent div \vec{J} = 0, soit ici \frac{dJ}{dx} = 0. Donc J(x) est constant. Par suite le vecteur correspondant l'est également.

Est-ce que cela est plus clair pour vous maintenant ?

Les arguments sont classiques et cela sert dans un tas de situations : les symétries permettent de dire que \vec{J} ne dépend que d'une seule coordonnée et le régime stationnaire entraîne sa constance.

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 16:58

Re,

Désolé, j'ai écris des connéries.....

On appelle x l'axe du fil. Dans une section du fil, on prend les coordonnées polaires \rho,\ \theta.

Alors :
- symétrie continue par translation selon l'axe x => \vec{J} = J(\rho,\theta)\vec{e_x}
- symétrie continue par rotation autour de l'axe => \vec{J} = J(\rho)\vec{e_x}

Ensuite, le régime stationnaire entraîne toujours div \vec{J} = 0 mais on ne peut plus dire grand chose, sauf que \int_{0}^{R}J(\rho) 2\pi \rho \ d \rho = I.

Par contre, on  peut toujorus intégrer sur une ligne de courant à \rho = cte pour trouver la tension (avec le loi d'Ohm locale, cf posts précédents) et on retrouve la dépendance linéaire du potentiel avec x.

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 16:58

(pour ma défense : je suis malade...)

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 17:47

désolé je ne comprend toujours pas pourquoi j est constant . est-ce parce que div(j)=0 ?

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 20:11

Relisez, en particulier le passage : "Désolé, j'ai écris des connéries.....".

Et puis soyez un peu plus bavard, j'ai vraiment l'impression que soit :
- vous ne lisez pas ce que j'écrit
- vous ne comprenez pas ce que j'écris
- une combinaison linéaire des deux précédents....

J est constant sur toute la longueur du conducteur à distance fixe du centre. Donc, sur une ligne de courant \vec{J} est donc constant.

Question : savez-vous ce qu'est une ligne de courant ?

Ensuite, on a \vec{J} = \gamma \vec{E}, donc si E dépend de \rho on aura des mouvements de charge radiaux, ce qui n'est pas le cas dans un conducteur cylindrique tel qu'utliisé ici, donc E est uniforme. Par conséquent J aussi.

Comme \vec{J} = \gamma\vec{E}, une ligne de courant est aussi une ligne de champ. On peut donc calculer la différence de potentiel entre deux points A et B appartenants à deux sections droites équipotentielles distants de L : U = \int_{A}^{B} E \ dl = E L.

Puis I = \int_{S} J \ dS = \int_{S} \gamma E \ dS = \gamma E S.

On a donc R = \frac{U}{I} = \frac{L}{\gamma S}.

Si vous ne comprenez toujours pas, continuez à poster votre question sur tous les forums francophones comme vous avez commencé à le faire....

Votre problème est essentiellement que vous ne comprenez pas la physique de la situation, les symétries, ce que les lois de bases impliquent.... mais c'est surtout le sens physique et la compréhension de la physique qui vous bloque. Un conseil : oubliez les équations un moment et réfléchissez à ce qui peut bien se passer dans ce foutu conducteur quand on fait circuler un courant dedans.... Comment bougent les charges, est-ce qu'elles pourrait bouger autreement ? Si oui, qu'est-ce que cela implique sur le champ électrique et le vecteur densité de courant volumique ?, etc, etc...

(Et puis, je suis monté à plus de 313,15 K.... alors je suis un peu K.O.)

@+

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 29-11-11 à 20:38

Pour moi une ligne de courant est en tout point tangente à j donc à E avec la loi d'Ohm
Je comprend bien qu'il faut montrer que E est uniforme dans le conducteur pour avoir l'uniformité de j,je comprend très bien les calculs de U et I.
Mais même avec votre explication j'ai toujours du mal à comprendre pourquoi E est uniforme. D'accord j'imagine bien que les charges se déplacent dans le sens du fil mais une intuition ne peut pas me servir de justification. Là où j'aurais besoin de plus d'explications c'est sur votre raisonnement :

Citation :
si E dépend de \rho on aura des mouvements de charge radiaux, ce qui n'est pas le cas dans un conducteur cylindrique tel qu'utliisé ici,

Comment justifier ça rigoureusement ?

Pour ce qui est des propriétés de symétrie à part en se plaçant sur l'axe du conducteur, il n'y a pas de symétrie ou d'antisymétrie de la distribution de courant.

Posté par
alban
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 30-11-11 à 12:50

Désolé j'abandonne, c'est au dessus de mes forces.

Vous ne comprenez ni ne maîtrisez les bases les plus élémentaires. Et j'ai expliqué la même chose en long en large et en travers, et vous ne faites toujours pas le moindre effort ne serait-ce que pour montrer que vous essayez de comprendre. Si vous êtes vraiment en math spé, je me demande bien comment vous avez pu y entrer.... et même si vous êtes en sup (comme indiqué sur l'autre forum).

J'hésite entre vous conseiller d'apprendre votre cours ou de vous réorienter vers une autre filière, loin, très loin, très très loin des sciences.

Bon courage pour la suite.

Posté par
singe3
re : Calcul résistance conducteur ohmique cylindrique homogène 30-11-11 à 15:33

Ok sympa depuis le début j'essaie de comprendre tout ce que vous écrivez. Si je suis venu ici c'est bien pour ça non ?
Pourquoi ferais-je exprès de ne pas comprendre ? C'est assez tordu comme idée.
Je connais mon cours mais je ne comprend pas l'explication que vous donnez ça s'arrête là.

Est-ce que quelqu'un d'autre peut donner son point de vue sur le problème du potentiel qui varie linéairement selon z ?
Peut-être ça me débloquerait. J'aimerais bien parce ce que c'est vraiment le seul passage de mon cours que je ne comprend pas et ça doit vraiment être un truc tout con.



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

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 !