Tension electrique...

Bonjour,

J'ai toujours eu du mal a imaginer ou a visualiser la tension au niveau microscopique..
Je sais que pour qu'il y ait formation d'un courent électrique il faut qu'il y ait une différence de potentiel électrique , mais au fait c'est
quoi un potentiel électrique ?? qu'est ce que ça représente ?? Est-ce l'énergie qui fait que l'électron se déplace ? Si c'est le cas quelle
différence y a t-il entre l'énergie potentielle et l'énergie cinétique d'un e-?

En fait j'aimerais que quelque m'explique un peu que représente la tension électrique au niveau microscopique c-a-d si l'on veut se
représenter un circuit électrique avec des électrons en mouvement on peut s'imaginer l'intensité comme le nombre d'électron passant par un point en 1s mais comment peut-on représenté la tension au niveau d'un électron ?

S.V.P ne me faite pas l'analogie avec l'eau , les cascade et je ne sais pas je l'ai suffisamment lu et si je viens vous demander ici ce n'est
pas pour la lire encore une fois...

Je suis ouvert a toute explication et je suis prêt a lire et a faire des recherche si nécessaire pour mieux comprendre... ceci est une
recherche personnelle

NB: Je suis en seconde donc S.V.P pas trop de notions compliquer et de formules qui dépassent trop mon niveau si possible

Merci

Bonjour,

Sache que Dominique, qui t'a répondu sur MathForum ici est aussi l'administrateur de ce forum. Je doute donc fort que tu des infos supplémentaires ici, et je te suggère de lui expliquer ce que tu n'as pas compris directement sur l'autre forum

C'est justement ce que j'ai fait et c'est lui qui m'a dit de poster ici.

Qmath a écrit:C'est justement ce que j'ai fait et c'est lui qui m'a dit de poster ici.

Bonjour,
Effectivement, c'est moi qui lui ais dit...
Néanmoins, j'imagine que nous avons un peu avancé sur maths-forum depuis le post initial que tu as reproduit ci-dessus!
Voyons déjà les bases! Je t'avais suggéré de faire des recherches (à ton niveau) sur ce qu'était l'énergie, l'énergie potentielle, et pas seulement l'énergie potentielle gravitationnelle, et aussi la notion de champ.
As-tu une idée précise, à ton niveau toujours, de ce qu'est un courant électrique?
Tout ça sans formule bien sur?
Et rappelle toi la phrase de Boileau "Selon que notre idée est plus ou moins obscure, L'expression la suit, ou moins nette ou plus pure. Ce que l'on conçoit bien s'énonce clairement, Et les mots pour le dire arrivent aisément !". Je veux dire par là que tu dois savoir exprimer clairement ces notions avant que l'on aille plus loin....

Dominique

Oui

L'energie par definition est ce qui permet d'accomplir un travail. Donc pour moi c'est grace a elle que le mouvement est possible. C'est vrai que concretement je ne sais pas ce que ca represente mais je vois cela comme une 'quantite' qui se ne se consomme pas mais que se transforme et qui se trasmet d'un corps a un autre.

Une energie potentielle ... C'est l'energie qu'a un corps et qui se transforme en cinetique lorsqu'il change de position prenons l'exemple d'une personne en haut d'un immeuble. Elle a une energie potentielle du a son poids et lorsqu'elle saute (changement de position) son energie potentielle se transforme en enrgie cinetique.

Un courent electrique est un deplacement d'electrons .

est ce bon ?

Qmath a écrit:Oui

L'energie par definition est ce qui permet d'accomplir un travail. Donc pour moi c'est grace a elle que le mouvement est possible. C'est vrai que concretement je ne sais pas ce que ca represente mais je vois cela comme une 'quantite' qui se ne se consomme pas mais que se transforme et qui se trasmet d'un corps a un autre.

C'est restrictif, mais on va en rester là. Il faut retenir que, sauf exception qui dépasse notre cadre, l'énergie ne disparaît jamais: elle se conserve. Elle change de forme, en passant par exemple de la forme d'énergie chimique en énergie électrique, d'énergie potentielle de gravitation en énergie cinétique...
Un point important : dans le cadre qu'on vient de se fixer, la physique du lycée, on ne sait pas définir l'énergie de manière absolue. On n'étudie que la variation d'énergie. Ce qui entraine par exemple que l'on ne peut pas dire en toute rigueur: le skieur machin possède une énergie potentielle de 10 000 joules. L'énergie potentielle d'un corps est définie à une constante près. Mais on s'en moque car on étudie sa variation d'énergie et donc les constantes s'annulent.

Une energie potentielle ... C'est l'energie qu'a un corps et qui se transforme en cinetique lorsqu'il change de position prenons l'exemple d'une personne en haut d'un immeuble. Elle a une energie potentielle du a son poids et lorsqu'elle saute (changement de position) son energie potentielle se transforme en enrgie cinetique.

là tu te limites à l'énergie potentielle de gravitation, c'est à dire celle qui provient du fait qu'il existe un champ gravitationnel dans l'environnement de l'objet dont tu mesures l'énergie potentielle de gravitation.
ce n'est pas la seulle forme d'énergie potentielle, et si tu veux étudier la tension électrique, il va falloir que tu te documentes sur une autre forme d'énergie potentielle: l'énergie potentielle électrostatique. fais le, et établis les analogies entre les deux formes d'énergies potentielles (gravitationnelle et électrostatique).

Un courent electrique est un deplacement d'electrons .

attention, un courant.... Dans le cadre qui nous occupe, c'est juste. Mais il reste à déterminer la nature du déplacement et ses caractéristiques. Ce qui nous amène à la question : pourquoi les électrons se déplaceraient-ils?

domi a écrit:C'est restrictif, mais on va en rester là. Il faut retenir que, sauf exception qui dépasse notre cadre, l'énergie ne disparaît jamais: elle se conserve. Elle change de forme, en passant par exemple de la forme d'énergie chimique en énergie électrique, d'énergie potentielle de gravitation en énergie cinétique...
Un point important : dans le cadre qu'on vient de se fixer, la physique du lycée, on ne sait pas définir l'énergie de manière absolue. On n'étudie que la variation d'énergie. Ce qui entraine par exemple que l'on ne peut pas dire en toute rigueur: le skieur machin possède une énergie potentielle de 10 000 joules. L'énergie potentielle d'un corps est définie à une constante près. Mais on s'en moque car on étudie sa variation d'énergie et donc les constantes s'annulent.

C'est vrai maintenant que j'y pense je ne connais pas qu'est ce qu'une énergie concrètement je sais juste ces formes, et ses propriétés ...

là tu te limites à l'énergie potentielle de gravitation, c'est à dire celle qui provient du fait qu'il existe un champ gravitationnel dans l'environnement de l'objet dont tu mesures l'énergie potentielle de gravitation.
ce n'est pas la seulle forme d'énergie potentielle, et si tu veux étudier la tension électrique, il va falloir que tu te documentes sur une autre forme d'énergie potentielle: l'énergie potentielle électrostatique. fais le, et établis les analogies entre les deux formes d'énergies potentielles (gravitationnelle et électrostatique).

Prenons par exemple 2 aiment distant l'un de l'autre de tel façon qu'il soit immobile. Les 2 aiment ont une énergie potentielle du au champs électrostatique que chacun d'eux crée. Il suffit qu'on les rapproche un peu plus l'un de l'autre pour que cette énergie potentielle se transforme en cinétique. Mais c'est presque la même chose que mon exemple précédant. Je sais donner des exemples concernant l'énergie potentielle et l'interpreter mais je ne sais pas comment la définir pourrais tu me la définir?

attention, un courant.... Dans le cadre qui nous occupe, c'est juste. Mais il reste à déterminer la nature du déplacement et ses caractéristiques. Ce qui nous amène à la question : pourquoi les électrons se déplaceraient-ils?

Les électrons se déplacent afin de neutraliser une 'borne' positive (cathode si je me souviens bien) et pour être plus 'stable'

Qmath a écrit:
C'est vrai maintenant que j'y pense je ne connais pas qu'est ce qu'une énergie concrètement je sais juste ces formes, et ses propriétés ...

Il est difficile de définir exactement l'énergie. Comme je te l'ai dit, on va en rester là, ce qui suffit pour faire ce que l'on veut faire..

Prenons par exemple 2 aiment distant l'un de l'autre de tel façon qu'il soit immobile. Les 2 aiment ont une énergie potentielle du au champs électrostatique que chacun d'eux crée. Il suffit qu'on les rapproche un peu plus l'un de l'autre pour que cette énergie potentielle se transforme en cinétique. Mais c'est presque la même chose que mon exemple précédant. Je sais donner des exemples concernant l'énergie potentielle et l'interpreter mais je ne sais pas comment la définir pourrais tu me la définir?

L'énergie électrostatique de deux aimants.... hum!! Mauvaise pioche! Pour pouvoir parler de l'énergie électrostatique, il faut d'abord que tu te documentes. tu vas lire cette page http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_potentielle_%C3%A9lectrostatique et suivre les différents liens, sans t'arrêter à toutes les intégrales!
Puis nous pourrons parler de ddp (tension...)

Les électrons se déplacent afin de neutraliser une 'borne' positive (cathode si je me souviens bien) et pour être plus 'stable'

être plus stable? qu'est-ce que tu entends par là? Et "neutraliser" une borne positive (c'est bien la cathode!).
Et pourquoi donc les électrons voudraient-ils aller "neutraliser" une borne positive? Tu crois qu'ils sont dotés d'une volonté :-))

L'énergie électrostatique de deux aimants.... hum!! Mauvaise pioche! Pour pouvoir parler de l'énergie électrostatique, il faut d'abord que tu te documentes. tu vas lire cette page http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_potentielle_%C3%A9lectrostatique et suivre les différents liens, sans t'arrêter à toutes les intégrales!
Puis nous pourrons parler de ddp (tension...)

'L'énergie potentielle électrostatique (ou simplement énergie électrostatique) d'une charge électrique placée en un point baignant dans un potentiel électrique est définie comme le travail à fournir pour transporter cette charge depuis l'infini jusqu'à la position .'
On utilise déjà dans sa définition la notion de potentiel électrique ce qui me bloque.
pourrais-tu me définir 'potentiel' avant de passer a potentiel électrique ?

être plus stable? qu'est-ce que tu entends par là? Et "neutraliser" une borne positive (c'est bien la cathode!).
Et pourquoi donc les électrons voudraient-ils aller "neutraliser" une borne positive? Tu crois qu'ils sont dotés d'une volonté :-))

Dans la nature les atome cherchent toujours la stabilité c'est pourquoi par exemple il se transforment en ions s'organisent en molécules...
Neutraliser une borne positive ==> rendre cette borne neutre
Non il n'ont pas de volonté mais ils sont attirer par la borne positive

Qmath a écrit:
'L'énergie potentielle électrostatique (ou simplement énergie électrostatique) d'une charge électrique placée en un point baignant dans un potentiel électrique est définie comme le travail à fournir pour transporter cette charge depuis l'infini jusqu'à la position .'
On utilise déjà dans sa définition la notion de potentiel électrique ce qui me bloque.
pourrais-tu me définir 'potentiel' avant de passer a potentiel électrique ?

Je t'avais dit de parcourir les liens mentionnés, ce n'est pas pour rien... va sur le lien Potentiel électrique...

Dans la nature les atome cherchent toujours la stabilité c'est pourquoi par exemple il se transforment en ions s'organisent en molécules...
Neutraliser une borne positive ==> rendre cette borne neutre
Non il n'ont pas de volonté mais ils sont attirer par la borne positive

Dans ta phrase, tu parles de stabilité des électrons... Qu'est-ce que la stabilité d'un électron pour toi?
Ils sont attirés par la borne positive! Soit, et par quel miracle d'après toi?

domi a écrit:Je t'avais dit de parcourir les liens mentionnés, ce n'est pas pour rien... va sur le lien Potentiel électrique...

C'est ce que j'ai fait mais on me parle déjà de tension , d'état électrique , de différence de potentiel que des notion qui me sont flou et que j'essaye de comprendre ===> un cercle vicieux pour moi
J'ai d'ailleurs cherche sur Wikipédia avant de poster ici j'ai suivi tous les liens mais ca ne m'a pas avance

Dans ta phrase, tu parles de stabilité des électrons... Qu'est-ce que la stabilité d'un électron pour toi?
Ils sont attirés par la borne positive! Soit, et par quel miracle d'après toi?

stabilité de la matière ici il s'agit de la borne positive qui a un défaut d'électron pas stabilite de l'e- en d'autre terme que la borne n'ai ni defaut ni exces d'e- ==> neutre

Ce sont des charges de signes oppose ils vont donc s'attirer

Qmath a écrit:
C'est ce que j'ai fait mais on me parle déjà de tension , d'état électrique , de différence de potentiel que des notion qui me sont flou et que j'essaye de comprendre ===> un cercle vicieux pour moi
J'ai d'ailleurs cherche sur Wikipédia avant de poster ici j'ai suivi tous les liens mais ca ne m'a pas avance

La page en question fait l'analogie entre l'énergie potentielle de gravitation et l'énergie potentielle électrostatique: l'as-tu comprise?

stabilité de la matière ici il s'agit de la borne positive qui a un défaut d'électron pas stabilite de l'e- en d'autre terme que la borne n'ai ni defaut ni exces d'e- ==> neutre

Ce sont des charges de signes oppose ils vont donc s'attirer

Ce n'est pas du tout ça la stabilité de la matière.... Et ça n'a pas de rapport avec les électrons... Mais bon, on en est pas là!
Tu dis donc que les charges de signe opposé s'attirent : par quel miracle?

J'ai compris l'idée que la 'différence' est a l'origine du courant les autres notions sont flou puisque je n'assimile pas vraiment la notion de 'potentiel' En fait je ne sais pas exactement ce que cela représente alors des que je vois qu'on parle de potentiel je bloque


Pour moi ils s'attirent pour se neutraliser pour former quelque chose de neutre mais je ne sais pas pourquoi cela

Qmath a écrit:J'ai compris l'idée que la 'différence' est a l'origine du courant les autres notions sont flou puisque je n'assimile pas vraiment la notion de 'potentiel' En fait je ne sais pas exactement ce que cela représente alors des que je vois qu'on parle de potentiel je bloque

Reprenons l'analogie gravitationnelle, elle est plus intuitive.
Tu sais qu'un objet qui tombe dans un champ de gravitation, le champ de gravitation terrestre par exemple, peut produire du travail. "Tomber", cela signifier changer d'altitude. A son point de départ, l'objet possède un certain potentiel, une certaine possibilité de produire un travail en "tombant" dans le champ. A son point d'arrivée, il possède un autre potentiel, une autre possibilité, de produire du travail. Et tu sens intuitivement que cette dernière est plus faible.
On va faire un petit calcul. Tu sais que la variation dEp d'énergie potentielle de gravitation est égale à dEp = m*g*dh, c'est à dire le produit de la masse, de g , et de la variation d'altitude.
Imaginons un objet de 1kg, prenons g = 10 N.m-1 et plaçons l'objet à 100 m d'altitude par rapport au sol. S'il tombe de 100 m, il pourra produire 1*10*100 = 1000 joules.
Si sa chute a été seulement de 10 m, c'est à dire qu'il passe de 100 m à 90 m, une partie de son énergie potentielle a été transformée en énergie cinétique, soit 1*10*10, soit 100 J, et il conserve une énergie potentielle de 1*10*90 J.
A cette altitude, il a donc le potentiel de produire une énergie cinétique de 900 J. Mais il est bloqué à 90 m et il ne produit aucune énergie. Il peut le faire, mais ne le fait pas. Cette énergie est inférieure à celle qu'il avait à 100 m d'altitude. Il est passé de 100 m à 90 m en transformant de l'énergie potentielle en énergie cinétique, en produisant du travail.
Tout ça est très imagé, mais c'est la notion physique du potentiel. Evidemment, on le définit précisément d'une autre manière mais cela signifie toujours fondamentalement la même chose.

Pour moi ils s'attirent pour se neutraliser pour former quelque chose de neutre mais je ne sais pas pourquoi cela

On verra ça plus tard...

Tres bien explique merci ... Cela devient très clair dans ma tête

On passe a quoi maintenant ?

Qmath a écrit:Tres bien explique merci ... Cela devient très clair dans ma tête

On passe a quoi maintenant ?

On va dormir, on continue cela demain...
Faire le lien entre l'énergie potentielle électrostatique et le courant électrique...

J'ai très bien compris l'analogie gravitationnelle et pourtant je n'arrive pas a imaginer au niveau d'un électron . D'où vient l'énergie potentielle d'un électron ? A quoi elle est du ? Pourquoi et comment varie-t-elle ?

Qmath a écrit:J'ai très bien compris l'analogie gravitationnelle et pourtant je n'arrive pas a imaginer au niveau d'un électron . D'où vient l'énergie potentielle d'un électron ? A quoi elle est du ? Pourquoi et comment varie-t-elle ?

Bonjour,
Une masse acquière son énergie potentielle dans un champ gravitationnel, lequel est créé par une autre masse (ex: le mythique skieur dans le champ gravitationnel terrestre).
Une charge (un électron) acquière son énergie potentielle électrostatique dans un champ électrique, lequel est créé par une autre charge (ou une distribution de charges).
Comme pour l'énergie potentielle gravitationnelle, la variation d'énergie potentielle électrique d'un électron dépend de la différence de potentiel entre sa position initiale et finale.
L'analogique entre les deux est assez forte, avec quelques différences, dont la plus fondamentale est qu'il n'existe pas de masses de signe contraire, alros qu'il existe une charge positive et une charge négative. L'interaction gravitationnelle est toujours attractive, alors que l'interaction électrique peut être attractive ou répulsive.

Pour en revenir à notre courant électrique, qui dit courant électrique dit corps conducteur: pas de conducteur, pas de courant! As-tu une idée de ce qu'est un conducteur?

un conducteur est un corps dans lequel les électrons peuvent circuler librement

quand tu dis :

'Une charge (un électron) acquière son énergie potentielle
électrostatique dans un champ électrique, lequel est créé par une autre
charge (ou une distribution de charges).'

Tu parle du champs électrique créé par la borne positive ?

Comme pour l'énergie
potentielle gravitationnelle, la variation d'énergie potentielle
électrique d'un électron dépend de la différence de potentiel entre sa
position initiale et finale.

J'ai pas compris cela

Qmath a écrit:un conducteur est un corps dans lequel les électrons peuvent circuler librement

Certes, mais quels électrons? Pourquoi la circulation d'électrons est-elle possible dans un conducteur et pas dans un isolant?

quand tu dis :

'Une charge (un électron) acquière son énergie potentielle
électrostatique dans un champ électrique, lequel est créé par une autre
charge (ou une distribution de charges).'

Tu parle du champs électrique créé par la borne positive ?

je l'ai écris : le champ électrique créé par une charge ou une distribution de charges. Pour l'instant je n'ai jamais parlé de "borne positive". Si tu places une charge électrique, par exemple un électron, dans l'espace, cette charge génère un champ électrique.

Comme pour l'énergie
potentielle gravitationnelle, la variation d'énergie potentielle
électrique d'un électron dépend de la différence de potentiel entre sa
position initiale et finale.

J'ai pas compris cela

Dans le champ de gravitation terrestre, par exemple, l'énergie potentielle d'une masse dépend de sa position (sa distance par rapport au centre de masse de la masse qui créé le champ) dans le champ.
Dans le champ électrique, c'est pareil... L'énergie potentielle d'une charge dépend de sa position dans le champ.

ok merci c'est déjà plus clair

Certes, mais quels électrons? Pourquoi la circulation d'électrons est-elle possible dans un conducteur et pas dans un isolant?

Les électrons les plus loin donc de la dernière couche je suppose

Pourquoi la circulation est seulement possible chez les conducteur ?
je ne m'étais pas pose cette question je suppose parce que le noyau n'attire pas aussi fortement les e- que dans les isolent

Qmath a écrit:
Les électrons les plus loin donc de la dernière couche je suppose

effectivement. On les appelle "électrons de conduction"... Tu peux faire quelques recherches sur ce mot clé!

Pourquoi la circulation est seulement possible chez les conducteur ?
je ne m'étais pas pose cette question je suppose parce que le noyau n'attire pas aussi fortement les e- que dans les isolent

hum... tu devrais approfondir la question...

"électrons de conduction" tu es sur que cela existe ou que cette expression est utilise ? parce que j'ai pas trouve....

Au passage y a t-il un livre qui est pour l'électricité/électromagnétisme ce que 'Principes mathématiques de philosophie naturelle' est pour la mecanique ?

Qmath a écrit:"électrons de conduction" tu es sur que cela existe ou que cette expression est utilise ? parce que j'ai pas trouve....

Tu as mal cherché! Dans Google, une recherche sur "électrons de conduction" donne 929 000 références...

Au passage y a t-il un livre qui est pour l'électricité/électromagnétisme ce que 'Principes mathématiques de philosophie naturelle' est pour la mecanique ?

oui, il y a les bouquins de Maxwell, mais ils sont peu abordables car difficilement compréhensibles. Un des ouvrages de référence, disponible en français, est le cours de John David Jakson "Electrodynamique classique", un pavé de 850 pages, qui dépasse un peu ton niveau je le crains!
Sinon, il y a les cours de Feynman....

Est ce qu'une bande est un niveau d'énergie ?
Si oui on m'a appris au collège que les électrons de valence étaient ceux présent sur le dernier niveau d'énergie d'un éléments or dans un article de Wikipédia il disent que la bande de conduction est au delà de la bande de valence comment ca se fait ?