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Niveau seconde
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Courant électrique

Posté par
modou15
30-05-19 à 01:11

Bonjour pouvez vous m'aider à résoudre l'exercice suivant Un fil cylindrique de cuivre  a pour section s=5mm^2 comme vous le savez la conductibilité électrique du cuivre est due à la présence de électron libre dans le métal il y en a environ 8,5.10^23 par mètre cube tous les élections libres se déplacents perpendiculairement a la section a la même vitesse v=0,20mm/s.                         1)quelle quantité de électricité traverse une section s du circuit pendant une durée ∆t=10s.                          2) comparer le sens de déplacement de ces électrons au sens conventionnelle du courant calculer le intensité du courant mon problème est la première question je sais que q=ne mais là je ne comprends pas

Posté par
neajD
re : Courant électrique 30-05-19 à 08:10

Bonjour,

Pour répondre à la question 1, il suffit de la décomposer :
Quelle distance parcourt un électron en 10 s ?
Tous les électrons libres contenus dans le volume de fil défini par cette distance vont traverser la section du fil pendant ces 10 s.
Quel est le volume de Cu correspondant ?
Quel est le nombre d'électrons contenus dans ce volume de Cu ?
Quelle est la charge d'un électron ?
etc.

Posté par
modou15
re : Courant électrique 30-05-19 à 15:28

La distance parcourue par un electron en 10s d=V×T donc d=10×0,20=2mm.    Le volume du cuivre v(cu)=π×r×h alors v(cu)=π×(5)^2×2 donc v(cu)=157mm^3 et en ce qui concerne le nombre de le nombre d'électrons contenu dans ce volume on a n=0,157×8,5.10^28=1,3345.10^28

Posté par
modou15
re : Courant électrique 30-05-19 à 15:30

Chargé dun électron est 1,6.10^(-19) ou -1,6.10^(-19)

Posté par
neajD
re : Courant électrique 30-05-19 à 20:07

Pour le volume j'ai :
V = S.h = 5x2 = 10 mm3  
Tu dois donc recalculer le nombre d'électrons libres qui traversent la section de 5 mm2 en 10 s.
La charge d'un électron a une unité...
Je te laisse aussi calculer la charge qui traverse la section en 10 s.

Posté par
modou15
re : Courant électrique 30-05-19 à 21:10

Alors le nombre d électron qui traverse la section de 5mm^2 en 10s est n=0,01×8,5.10^28=8,5.10^26 électron et q=ne avec e= 1,6.10^(-19)c donc q=1,6.10^(-19)×8,5.10^(26)=136000000c est ce juste

Posté par
neajD
re : Courant électrique 30-05-19 à 23:06

Pour le volume j'ai :
1 m3 = 109 mm3
Tu dois donc etc.
Courage tu es presque au bout de tes peines !

PS : Le millimètre cube n'est pas le millième du mètre cube comme son nom pourrait le laisser croire.

Posté par
modou15
re : Courant électrique 31-05-19 à 01:14

Alors on v=10/10^9=10^(-8)m^3 donc n=8,5.10^(28)×1,6.10^(-8)=8,5.10^(20) électron q=ne donc q=8,5.10^(20)×1,6.10^(-19)=136c

Posté par
neajD
re : Courant électrique 31-05-19 à 09:08

Posté par
odbugt1
re : Courant électrique 31-05-19 à 10:21

Bonjour,

Un détail a attiré mon attention dans la résolution de cet exercice :
La valeur utilisée par modou15 concernant le nombre d'électrons libres par unité de volume est 105 fois plus grande que celle qui figure dans l'énoncé.

Banale erreur de frappe ou de transcription, je ne sais, mais je me suis demandé laquelle des deux valeurs devait être validée.

En moyenne, chaque atome de cuivre donne naissance à un électron libre.
1m³ de cuivre a une masse de 8960 kg ( à 20°C ) ce qui équivaut à 8,96.106 / 63,5 = 1,41.105 moles de ce métal.
Le nombre d'atomes ( donc d'électrons libres ) correspondant est alors de :
6,02.1023 * 1,41.105 = 8,5.1028 électrons libres par m³
C'est donc dans l'énoncé et non dans sa résolution que ce situe l'erreur de frappe.

modou15 aura peut être l'occasion de confirmer ...

Posté par
neajD
re : Courant électrique 31-05-19 à 11:33

Bonjour,

@ odbugt1
Je ne sais que dire parce que j'avais vérifié aussi sur un site agreg donnant 8,48.1028 mais j'ai laissé courir pour ne pas dérouter modou15.
Je prends donc cette erreur à ma charge.

Posté par
modou15
re : Courant électrique 31-05-19 à 20:57

C'est vrai tu as raison odbugt1  j'ai fais une erreur au niveau de l'énoncé en réalité c'est 8,5.10^(28) électron par m^3 je vous remercie pour m'avoir aider

Posté par
odbugt1
re : Courant électrique 01-06-19 à 08:57

Tes remerciements doivent être adressés à neajD qui t'a patiemment guidé vers le bon résultat.
Je n'ai fait que relever un détail qui servira peut être à de futurs lecteurs de ce topic.

Posté par
modou15
re : Courant électrique 01-06-19 à 11:05

C est vrai tu as raison je te remercie beaucoup pour ton aide neajD



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