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Conduction dans le cuivre
Bonjour,
Je bloque actuellement sur un petit exercice de physique dont voici l'énoncé:
Le cuivre est un métal qui comporte, en moyenne, à 20^C, a=1,30 électrons libres, capables de se déplacer, par atome de cuivre. Si le module de la vitesse de ces électrons libres est de v=0.100 mm.s-1, quelle serait l'intensité du courant électrique traversant un fil de cuivre cylindrique de section S=1.00mm^2? (On a comme indication M(Cu)=63.5 g.mol-1 et masse volumique du cuivre a 20^C: =8.96.10^3kg.m cube)
J'ai pensé à utiliser la formule I=s.mu.E.n.q seulement il manque E et je ne vois pas comment le calculer. De plus, je ne vois pas du tout comment les indications données peuvent m'être utiles pour résoudre le problème... Quelqu'un pourrait-il me mettre sur une piste? Merci d'avance
Bonjour,
L'intensité (en ampère) est le quotient de la charge déplacée (en coulomb) par le temps (en seconde) pendant lequel on "compte" les charges passant en un point donné.
Soit un fil de cuivre de 1 mm2 de section
On "compte" la charge qui passe dans une section pendant 1 seconde
Les électrons se déplacent à 0,1 mm par seconde
Donc... la charge qui passe en une seconde est la charge des électrons libres associés aux noyaux contenus dans 0,1 mm3 de cuivre. Et c'est aussi l'intensité du courant en ampère.
Merci énormément! Cela devient beaucoup plus clair maintenant... Donc si j'applique numériquement avec la bonne formule, cela me donne:
I= charge déplacée/ temps = s*v*n*q
(où s= section, v=vitesse des porteurs de charges, n=concentration des porteurs par unité de volume, q= charge élémentaire)
µ cuivre= 8.96*10^3kg.m-3= 8.96*10^-6kg.mm-3
(8.96*10^-6)/0.1 = 8.96*10^-5kg = 8.96*10^-2g
J'ai donc 8.96*10^-2 g de cuivre ds 0.1 mm cube de cuivre, ce qui me fait une quantité de matière de cuivre de:
n = (8.96*10^-2)/63.5
n = 1.41*10^-3 mol
Autrement dit j'ai:
1.41*10^-3*6.022*10^28 = 8.49*10*25 atomes de cuivre dans 0.1 mm cube
Ce qui me donne:
8.49*10^25*1.3 = 1.1*10^26 électrons libres dans 0.1 mm cube de cuivre.
Et en appliquant numériquement:
I = s.v.n.q
I = 0.1*0.1*1.1*10^26*-1.6*10^-19
I = -1.76*10^5 A
Ce qui me semble énorme... Est-ce juste?
Petite rectification:
Autrement dit j'ai:
1.41*10^-3*6.022*10^23 = 8.49*10*20 atomes de cuivre dans 0.1 mm cube
Ce qui me donne:
8.49*10^20*1.3 = 1.1*10^21 électrons libres dans 0.1 mm cube de cuivre.
Et en appliquant numériquement:
I = s.v.n.q
I = 1*0.1*1.1*10^21*-1.6*10^-19
I = -17.6 A
Ce qui paraît toujours énorme mais tout de meme plus "plausible"... Ton résultat est bien plus pertinent mais je ne comprends pas comment tu as fait pour qu'il soit positif, étant donné que les électrons ont une charge négative... Raaaah
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