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Protons et Electrons

Posté par
pascal67
21-07-10 à 18:05

Bonjour a tous , donc voila je me lance , voici ma quéstion :

Dans un circuit electrique pourquoi seuls les electrons sont en mouvement et pas les protons ?

Ceci voudrait dire que les charges positives restent enfermés dans le pole + d'une batterie par exemple ?

Et que donc la tension q'on mesure dans un circuit ne serait que l'energie potentielle des charges qui se propage dans le circuit ?

Merci beaucoup pour vos réponses car ces quéstions me trotte et je n'y trouve pas de réponses !

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 18:34

Petit retour sur la composition de la matière : un atome est formé de protons, de neutrons et d'électrons. Les protons et les neutrons qui forment le noyau sont solidement liés entre eux dans le noyau, difficile de les séparer !
Les électrons, eux, sont plus libres : ceux formant les couches les plus éloignées du noyau sont peu liés à leur atome : ce sont les électrons de valence, qui permettent les liaisons entre molécules et qui peuvent être éjectés lors d'une ionisation.

Dans un métal conducteur, ces électrons dits libres ont tendance à se balader entre les atomes et ce sont eux qui permettent de faire circuler le courant.

Un dernier point : une charge positive c'est aussi un déficit de charge négative. Donc quand des électrons se propagent dans un sens, ce sont des charges positives qui se propagent dans le sens inverse

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 22:32

Bonjour efpe content de te relire

En fait j'ai assez bien compris ton raisonnement et je vois ce que tu veux dire sauf le dernier point que tu as expliquer je n'y ai rien compris ! dsl .

Que les electrons soient libres du fait qu'ils ne sont pas fortement attachés a leur atome j'ai cru le comprendre
mais on en revient au meme point pourquoi dans un circuit electrique ces protons ne bougent pas ?
a cause de leur masse ? dans une batterie restent t-ils enfermés dans le pole positif ?
Pourtant les electrons et protons s'attirent , donc pourquoi les protons ne se mettent pas en mouvement ?

merci de vos réponses .

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 22:40

Citation :
pourquoi dans un circuit electrique ces protons ne bougent pas ?
a cause de leur masse ?


En fait, les atomes, ou plutôt les noyaux des atomes avec leurs électrons les plus proches forment le matériau dont est fait le fil (du cuivre par exemple). Tes atomes de cuivre ne vont pas s'amuser à se balader dans le fil.
J'ai attiré ton attention sur le fait que les neutrons et les protons sont très liés entre eux : les séparer demandent beaucoup d'énergie, c'est du ressort de la physique nucléaire. Tandis que la chimie elle s'occupe du sort des électrons. Bref

DAns une batterie, un dispositif chimique permet d'assurer une différence de potentiel constante (ou presque) entre ses bornes. Dès lors des électrons "s'échappent" d'une borne pour rejoindre l'autre.
Je te rappelle que tout est fait de protons et d'électrons. Donc on ne peut pas dire qu'ils "restent dans la borne+". Ils sont là et assurent la continuité de la matière mais ne participent pas directement à la conduction électrique

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 23:17

en fait c'est sa la chose que je ne comprends pas : comment se fait-il qu'ils ne participent pas directement a la conduction electrique ? pourtant meme si le noyaux avec les protons et les neutrons restent fortement liés
les electrons sont attirés par les protons et vice versa c'est pour sa que je ne comprends pas qu'ils ne sont pas en mouvement dans un circuit !

et le potentiel positif par exemple est bel et bien present de meme que le potentiel negatif des electrons !
c'est sa qui bloque chez moi , on dit que ce n'est que les electrons qui font le courant mais pourquoi ?
le pole negatif et le pole "positif" y sont pour quelque chose ! et une difference de potentiel c'est bien une difference d'etat ! donc pourquoi ces protons ne sont -ils pas en mouvement ? sa pousse a croire que la charge positif est maintenue dans sa borne (+) et les electrons sont libres

Si tu ne comprends pas ce que je veux dire reprends moi j'essayerais d'etre plus clair

Merci de ta réponse

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 23:27

J'avoue ne pas tout à fait comprendre ^^

Je reprends : les noyaux des atomes forment la matière même du fil électrique : ils sont lourds et fixes. Si tu veux une image, les électrons sont les seuls suffisamment légers et petits pour se etre mis en mouvement par un champ électrique et pour se faufiler entre les atomes de cuivre.

Je suis d'accord que si tu crées un champ électrique (entre deux plaques à des potentiels différents par exemple), un électron va être mis en mouvement dans un sens et un proton aussi mais dans l'autre sens. Mais un métal est formé de mailles d'atomes qui ne vont pas se mettre en mouvement comme ça ! On a jamais vu un fil se tortiller pck on faisait passer du courant dedans.

Wiki n'en dit pas beaucoup sur le sujet :
"D'un point de vue microscopique, la conduction électrique vient de la liaison métallique. Les atomes métalliques forment des structures 2D ou 3D qui se répètent, appelées mailles. À l'intérieur, des électrons à peu près libres circulent entourés des atomes dont ils sont issus. C'est ce mouvement électronique qui est responsable de la bonne conduction, et plus ces électrons sont libres, plus le métal est bon conducteur. Ces électrons plus ou moins libres sont appelés « électrons de conduction »."

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 21-07-10 à 23:50

citation : si tu crées un champ électrique (entre deux plaques à des potentiels différents par exemple), un électron va être mis en mouvement dans un sens et un proton aussi mais dans l'autre sens.

Comment sa dans l'autre sens ? les deux s'attirent : le champ va des potentiels positifs vers les negatifs et les forces qui en resultent sont dirigées l'une vers l'autre ! non ? ou c'est ce que tu voulais dire ?

Citation :
J'avoue ne pas tout à fait comprendre


En gros , dis moi , le potentiel, c'est l'energie dégagée par une charge ? (sa ressemble un peu au champ)

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 00:29

Quand je disais que je ne comprenais pas tout, je parlais de ce que tu disais ^^ enfin je ne suis pas un expert non plus sur ce sujet

En fait je voulais dire la chose suivante : si tu créé un champ E uniforme porté par le vecteur x alors la force appliquée à un électron est selon -x et celle appliquée à un proton est selon x. Je ne parlais pas des champs propres aux charges mais de leur mouvement dans un champ exogène.

Le potentiel est un champ scalaire. Le potentiel électrique est au champ électrique ce que l'énergie potentielle de pesanteur est au vecteur g.

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 10:29

Citation :
Le potentiel électrique est au champ électrique ce que l'énergie potentielle de pesanteur est au vecteur g


Bonjour, je vois ce que tu veux dire , sa voudrait dire que j'ai quand meme compris un minimum ! les deux sont fortement liés (le champ et l'energie potentielle)

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 11:33

Absolument il y a un lien direct entre les deux
Je ne pense pas que tu connaisses l'opérateur gradient mais en tout cas un champ et son potentiel sont liés par la formule :
Pour le champ électrique E : E = - grad V

Pour le champ gravitationnel G = - grad Epp

(E, G, et grad sont des vecteurs ; V et Epp sont des scalaires)

Voilà une page wiki pas trop compliquée pour en apprendre un peu sur le gradient si ça t'intéresse :
http://fr.wikiversity.org/wiki/Analyse_vectorielle/Gradient

Mais peut-être le connais-tu déjà ^^

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 13:15

ok je vais voir je te tiens au courant merci pour le lien !

En attendant j'aurais encore une question pour toi si sa ne t'embete pas trop

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 13:30

Tu vois ce schéma ? ma question serait :

Quand l'interupteur est ouvert le potentiel positif se trouve en haut de l'interrupteur (13), et le potentiel negatif
en bas de l'interrupteur (14), il remonte la bobine , on est daccord ? tu suis jusqu'ici ?

Quand je ferme l'interrupteur, le potentiel positif se met sur la borne en haut de la bobine (A1) et le potentiel negatif sur l'autre borne en bas de la bobine (A2), comment sa se fait ? voila cette quéstion qui me tracasse tant

Le dipole est-il capable de séparer les potentiels ?

Merci beaucoup de tes réponses , désolé si je t'embete !

Protons et Electrons

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 14:32

Aïe Aïe Aïe, j'ai déjà participé à un post il y a peu sur ce genre de question : un dipole peut-il séparer les potentiels ... Allons-y

Citation :
Quand l'interupteur est ouvert le potentiel positif se trouve en haut de l'interrupteur (13), et le potentiel negatif en bas de l'interrupteur (14), il remonte la bobine


Je crois voir ce que tu veux dire ... mais j'ai envie de dire que tout est relatif ! On définit un potentiel "positif" parce qu'il est plus "haut" que le potentiel dit "négatif".
Bref dans notre cas : quand l'interrupteur est ouvert, il n'y a pas de courant qui passe. Résultat : la bobine parait inaperçue ! Elle se comporte comme un fil électrique tout simple. Donc la tension à ses bornes est nule ou presque.

Citation :
Quand je ferme l'interrupteur, le potentiel positif se met sur la borne en haut de la bobine (A1) et le potentiel negatif sur l'autre borne en bas de la bobine (A2)


Quand on ferme l'interrupteur, celui-ci devient un simple fil conducteur : sa tension devient nule ! donc (13), (14) et (A1) sont au même potentiel !


On revient à ta question de départ : un dipôle sépare-t-il les potentiels  ?
En quelque sorte, mais je ne me suis jamais posé cette question. En raison de sa constitution, une résistance, un condensateur ou une bobine voient apparaître une tension à leur borne. Donc leurs deux bornes sont à des potentiels différents oui

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 14:32

Pour répondre à ton autre question : non tu ne me déranges pas avec tes questions, je suis là pour y répondre ^^

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 14:50

Citation :
On revient à ta question de départ : un dipôle sépare-t-il les potentiels  ?
En quelque sorte, mais je ne me suis jamais posé cette question.


Moi non plus auparavant jusqu'a maintenant ou cette quéstion m'est survenue !


Ce qui me surprend c'est qu'au moment ou l'on ferme l'interrupteur on dirais que directement le dipole les sépare
on mesure donc une tension a ses bornes , mais les electrons se déplacent de A2 à A1 sur ce schéma et ils transportent un potentiel négatif ou une certaine energie , quand ils sortent de cette bobine en A1 que vallent t-ils ? 0 ? ils ont un potentiel de 0V disons (on sait que ce n'est pas vrai) et le potentiel positif 24V disons

une fois sortis de la bobine en A1 que valent les electrons ? 24V ?

Merci encore

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 14:59

Non je pense que tu cherches trop à vouloir comprendre au niveau miscroscopique ce qu'il se passe.
Voilà comme je vois les choses : quand on ferme le circuit, les électronsse mettent à circuler du pôle - vers le pôle +. En gros, le courant circule.
Du fait de la présence du générateur, une tension constante est maintenue entre A1 et A2.
L'intensité, elle, va suivre une courbe en Io(1-e-t/) pour peu que le circuit soit un minimum résistif. On aura donc au bout d'un moment une intensité constante qui circule.

Bref, je ne sais pas si on peut dire que les électrons sont à un potentiel de 0V en entrant dans la bobine, et de 24V en sortant. C4est peut-être juste mais je n'ai jamais raisonner comme ça

Posté par
pascal67
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 15:07

Citation :
Non je pense que tu cherches trop à vouloir comprendre au niveau miscroscopique ce qu'il se passe


oui c'est peut-etre sa et sa m'enerve de pas trouver !

Citation :
je ne sais pas si on peut dire que les électrons sont à un potentiel de 0V en entrant dans la bobine, et de 24V en sortant


On dit que les electrons remontent les potentiels et gagnent en energie potentielle donc cela pourrait etre une explication mais bon je ne suis pas sur non plus !

Enfin bref je vais me faire une raison , c'est comme sa point

Mais merci de tes réponses j'y ai beaucoup appris

Posté par
efpe
re : Protons et Electrons 22-07-10 à 15:13

Peut-être quelqu'un d'autre saura mieux te renseigner

A bientot



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