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Le fil de cuivre

Posté par
JonSnow
17-10-18 à 22:45

Bonjour je cherche à effectué mon exercice de physique je pense en avoir résolu la plus part des question mais j'ai un problème a la fin de mon exercice voici mon sujet accompagné de mes réponses

1 / Quelle est la résistance électrique  d'un fil de cuivre de section 1mm² et de 10m de longueur sachant que la résistivité du cuivre est de 1.7*10^-8 ohm/m

Ma réponse: j'ai utilisé la formule R=p*d/A j'ai remplacé par mes donnée j'ai trouvée 42*10^-3

2/ Calculer la différence de potentiel sachant qu'un courant de 1A circule dans le fil

Ma réponse: j'ai utilisé R=deltaV/I
                             d'ou deltaV=R*I
                             J'ai trouvé  42*10^-3

3 / quelle est la densité de courant dans ce fil

Ma réponse: J=I/A=2.5*10^5

4 / Quelle est la conductivité du cuivre

Ma réponse: C=1/p=58*10^6

5 / Quelle est la quantité d'énergie dissipé en chaleur chaque seconde

Ma réponse : puissance électrique dissipé sous forme de chaleur noté
                              Pc=R*I²=42*10^-3
6 / En supposant que chaque atome de cuivre fournit un electron pour la conduction de l'électricité quelle est la densité de charge disponible dans le cuivre
on donne Masse molaire cuivre = 63.5g   et    masse volumique roh = 8,96*10^3kg/m^3

Ma réponse :  - calcul du volume V du fil A*d = 4*10^-5m^3
                               - calcul de la masse m du fil m=rho/V= 0.354kg =358,4g
                               - calcul du nombre de mol n du fil n=m/M = 5.6*10^-3mol
                               - calcul du nombre d'atome de cuivre n(x)=n*na=3.398*10^24
                               - chaque atome produit un electron donc 1 fois la charge élémentaire
                                  donc Qtot n(x)*1.602*10^-19=544499,5669C  
                               - Sachant que je veux calculer la densité de charge d'un volume (densité
                                  de charge volumique Dv) je dois donc diviser ma charge totale par le
                                   volume du fil d'ou Dv=Qtot/V=1.35*10^10

7 / Calculer la vitesse de déplacement des électrons dans le fil; remarque: cette vitesse n'as rien avoir avec la propagation de l'électricité( du champ et du potentiel électrique) dans le fil de cuivre

Ma réponse : I le courant électrique est lié a la charge et au temps par I=Q*t d'ou t=Q/I= 544499,5669 d'ou v = d/t = 10/544499,5=1,8*10^-5

Je ne pensai  pas m'être trompé cependant en examinant mon cours de plus prêt j'ai trouvé d'autres relation liant I a d'autre grandeur I= Dv *A*v*e
autrement dit I= a la densité de charge volumique * la section * vitesse * la charge élémentaire

De même j'ai pus voir Q=n (Ad)e
autrement dit la charge= a la densité de charge volumique* le volume * la charge élémentaire

Le problème c'est que lorsque je cherche a retrouver mes valeurs Q et I je ne retombe pas sur mes chiffres.
je me suis rendu compte qu'en enlevant la charge élémentaire e de ces deux formule précédemment cité j'obtenais des chiffres très proches de mes résultats trouvés précédemment

quelqu'un a t il une explication ? mes résultats sont t- ils juste ou faux ? ou bien le professeur a t il fait une erreur dans ça formule ?

Merci d'avance pour vos réponses  
  

Posté par
JonSnow
re : Le fil de cuivre 17-10-18 à 22:59

petite erreur la section du fil est de 4mm²

Posté par
vanoise
re : Le fil de cuivre 18-10-18 à 10:48

Bonjour
Tu as un problème assez général dans tes réponses : tu oublies les unités ! Une valeur numérique fournie sans unité est considérée comme fausse un jour de concours ou d'examen !
Pour la vitesse des charges mobiles, le plus simple à mon avis, dans ce contexte, est d'écrire que la densité de courant (environ 2,5.105A/m2) est égale au produit de la densité volumique de charges mobiles (en valeur absolue) par la vitesse des charges mobiles.
Avec une densité volumique de charge de l'ordre de 1,36.1010C/m3 , cela donne bien une vitesse de l'ordre de 1,8.10-5m/s

Posté par
JonSnow
re : Le fil de cuivre 19-10-18 à 10:31

Bonjour merci de me répondre

Oui j'ai oublié de retranscrire les unités lorsque j'ai recopié mes résultats voila:
1/ohm
2/volt
3/Ampère/m²
4/Siemens/m
5/Joule
6/Coulomb/m^3
7/m/S

J'ai utilisé votre formule pour recalculer la vitesse et j'ai trouvé le même résultats que vous

Pensez vous que les deux formules du courant électrique et de la charge que j'ai énoncé plus haut sont fausses ?  

Merci de votre réponse



Posté par
vanoise
re : Le fil de cuivre 19-10-18 à 14:45

Bonjour
Concernant cette formule que tu as trouvée : I= Dv *A*v*e  : divise par A à gauche et à droite et tu obtiens la formule que j'ai utilisée.
Le raisonnement que tu as fait dans un premier temps est aussi correct. Petit inconvénient : il ne se généralise pas facilement aux courants variables au cours du temps mais tant que tu restes en régime continu : pas de problème !



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