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Tatoche (16/05/2008, 17h47)
Bonjour,
Suite au Post dans lequel je demandais pourquoi les électrons se déplacent
dans un conducteur de résistivité nulle, certains intervenants ont répondu
que c'était dû à la présence du champ électrique.
Or le champ électrique est nul dans un conducteur parfait (càd de
résistivité nulle). On m'a répondu que le champ n'était pas nul , que je
confonds avec les résultats de l'électrostatique.
Ca m'a jeté un doute.
Reprenons les équations de Maxwell : rot E = -grad V - dA/dt avec A le
potentiel vecteur. Puisque le conducteur est de résistivité nulle il est
équipotentiel, donc grad V = 0, encore faut-il que dA/dt soit nul...ce qui
est bien le cas enrégime constant. Donc on a bien E = 0 dans un conducteur
parfait. Je lis d'ailleurs dans le Bertin-Faroux-Renault "électromagnétisme
3, chap 7, p.140", je cite : "la puissance dP dissipée par élément de voume
dV vaut dP/dV = gamma * E² (gamma = conductibilité). Si le milieu est
parfaitement conducteur, càd si gamma tend vers l'infini, la puissance
dissipée par unité de volume ne pouvant être infinie, le champ E est
nécessairement nul dans le métal" (fin de citation).
Conclusion : je ne vois pas d'autre explication : c'est bien le régime
transitoire (çad pendant les quelques ns qui suivent la mise sous tension du
conducteur) qui établit un champ E transitoire nécessaire à l'accélération
des électrons (càd la montée progressive du courant à sa valeur de régime
permanent imposé par les conditions aux limites, à savoir le récepteur en
bour de ligne). Quelqu'un a d'autres propositions ?
Merci !
Christophe, tout simplement (16/05/2008, 18h19)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de news:
482dac90$0$929$ba4acef3...
[..]
> par élément de voume dV vaut dP/dV = gamma * E² (gamma = conductibilité).
> Si le milieu est parfaitement conducteur, càd si gamma tend vers l'infini,
> la puissance dissipée par unité de volume ne pouvant être infinie, le
> champ E est nécessairement nul dans le métal" (fin de citation).
> Conclusion : je ne vois pas d'autre explication : c'est bien le régime
> transitoire (çad pendant les quelques ns qui suivent la mise sous tension
> du conducteur) qui établit un champ E transitoire nécessaire à
> l'accélération des électrons (càd la montée progressive du courant à sa
> valeur de régime permanent imposé par les conditions aux limites, à savoir
> le récepteur en bour de ligne). Quelqu'un a d'autres propositions ?


Oui, la conservation de la matière, ou des charges dans le conducteur.
Flux entrant+flux sortant=0
Votre supra-conducteur se comporte comme un tuyau à électron sans perte de
charges (et sans fonction de transfert entre l'entrée et la sortie).
Le fait qu'il n'y a pas de champs entre just' après l'entré et juste avant
la sortie est à mon avis la conséquence de la supra-conductivité, c'est à
dire du fait qu'il n'y a pas de résistance, c'est à dire de fonction de
transfert entre l'entré et la sortie.
Je comprends mieux votre interrogation maintenant. Je crois qu'il ne faut
pas penser que, dans ce cas, le mouvement des électrons est une conséquence
du champs électrique dans le conducteur. Le mouvement des électrons est une
conséquence du champs de potentiel dans le circuit. Et c'est la supra
conductivité qui fait l'absence de potentiel dans la zone que vous avez
isolé.

Christophe
Tatoche (16/05/2008, 18h47)
>> Tatoche l'accélération des électrons (càd la montée progressive du
>> courant à sa valeur de régime permanent imposé par les conditions aux
>> limites, à savoir le récepteur en bour de ligne). Quelqu'un a d'autres
>> propositions ?


> "Christophe, tout simplement : Oui, la conservation de la matière, ou des
> charges dans le conducteur.
> Flux entrant+flux sortant=0


La charge se conserve, certes, mais ne croyez-vous pas qu'il s'agit d'une
conséquence plutôt que d'une cause ?...et c'est là que StefJM va apparaître
;-) !
Parce que, si elle se conserve, c'est parce qu'il y a une relation qui
décrit cette conservation : div j = d rho/dt = 0 (avec rho la densité
volumique de charge), mais cette équation n'est pas une équation
"dynamique", càd une équation qui explique le mouvement, c'est plutôt une
équation "cinématique" qui décrit le phénomène.

> Le mouvement des électrons est une conséquence du champs de potentiel dans
> le circuit.


Pourriez-vous expliciter, ou décrire, la relation entre le mouvement des
électrons et le champ de potentiel ? j'avoue que ça me tracasse !
Merci !
vincent.thiernesse (16/05/2008, 19h25)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de
news:cef3
[..]
> des électrons (càd la montée progressive du courant à sa valeur de régime
> permanent imposé par les conditions aux limites, à savoir le récepteur en
> bour de ligne). Quelqu'un a d'autres propositions ?


Bonjour,

Encore une fois le courant peut très bien s'établir là où le champ n'est pas
nul et le supraconducteur n'y oppose aucun obstacle.
Tatoche (16/05/2008, 20h08)
"vincent.thiernesse" > Bonjour,
> Encore une fois le courant peut très bien s'établir là où le champ n'est
> pas
> nul et le supraconducteur n'y oppose aucun obstacle.


Oui, le courant "subit" le champ E dans le récepteur et comme div j = 0 en
tout point du circuit, on a un courant dans tout le circuit...mais j'ai du
mal à comprendre comment les électrons bougent de proche en proche en régime
permanent (serait-ce un phénomène de diffusion puisque ce n'est plus un
phénomène de conduction ?)
vincent.thiernesse (17/05/2008, 00h11)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de
news:cef3
> "vincent.thiernesse" > Bonjour,
> Oui, le courant "subit" le champ E dans le récepteur et comme div j = 0 en
> tout point du circuit, on a un courant dans tout le circuit...mais j'ai du
> mal à comprendre comment les électrons bougent de proche en proche en régime
> permanent (serait-ce un phénomène de diffusion puisque ce n'est plus un
> phénomène de conduction ?)


ben l'agitation thermique c'est de l'ordre de 100m/s et le courant
électrique de l'ordre de 1 mm/s...alors c'est un vague mouvement
d'ensemble...
Tatoche (17/05/2008, 07h50)
"vincent.thiernesse" <vincent.thiernesse>
> ben l'agitation thermique c'est de l'ordre de 100m/s et le courant
> électrique de l'ordre de 1 mm/s...alors c'est un vague mouvement
> d'ensemble...


Donc cerait un mouvement de diffusion comme dans les semiconducteurs dopés
PN ou comme dans le transport de chaleur par conduction (qui existerait même
si les électrons ne portaient aucune charge car lié aux différences de
concentration ou aux différences d'agitation thermique dans le cas de la
chaleur)...
vincent.thiernesse (17/05/2008, 09h58)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de
news:cef3
> "vincent.thiernesse" <vincent.thiernesse>
> Donc cerait un mouvement de diffusion comme dans les semiconducteurs dopés
> PN ou comme dans le transport de chaleur par conduction (qui existerait même
> si les électrons ne portaient aucune charge car lié aux différences de
> concentration ou aux différences d'agitation thermique dans le cas de la
> chaleur)...


Euh, non, il y a courant de diffusion quand il y a un gradient de
concentration.

mais c'est juste que... les électrons n'attendent pas bien sagement que le
champ électrique vienne les mettre en mouvement.
Tatoche (17/05/2008, 10h26)
"vincent.thiernesse" <
> même
> Euh, non, il y a courant de diffusion quand il y a un gradient de
> concentration.


Ben c'est que je viens de dire....("...différences de concentration...")

> mais c'est juste que... les électrons n'attendent pas bien sagement que le
> champ électrique vienne les mettre en mouvement.


Ben on dit la même chose, non ?
Cependant un courant de diffusion est lié au gradient de concentration, donc
si le courant est élevé, cela signifie que le gradient de concentration est
élevé dans le conducteur de résistivité nulle, ça me paraît quand même
douteux, mais je n'ai rien pour étayer...
vincent.thiernesse (17/05/2008, 10h36)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de
news:cef3
> "vincent.thiernesse" <
> Ben c'est que je viens de dire....("...différences de concentration...")
> Ben on dit la même chose, non ?
> Cependant un courant de diffusion est lié au gradient de concentration, donc
> si le courant est élevé, cela signifie que le gradient de concentration est
> élevé dans le conducteur de résistivité nulle, ça me paraît quand même
> douteux, mais je n'ai rien pour étayer...


non, le courant dans un conducteur, c'est un courant de conduction, pas un
courant de diffusion. Le champ électrique incline légèrement les
trajectoires de e-. Les e-, en moyenne dans le temps ou en moyenne sur un
grand nombre d'é-, vont dans le sens inverse du champ.
Christophe, tout simplement (17/05/2008, 10h42)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de news:
482dbabe$0$881$ba4acef3...
> conséquence plutôt que d'une cause ?...et c'est là que StefJM va
> apparaître ;-) !
> Parce que, si elle se conserve, c'est parce qu'il y a une relation qui
> décrit cette conservation : div j = d rho/dt = 0 (avec rho la densité
> volumique de charge), mais cette équation n'est pas une équation
> "dynamique", càd une équation qui explique le mouvement, c'est plutôt une
> équation "cinématique" qui décrit le phénomène.


Je ne crois pas que ce soient les mathématiques qui régissent les phénomènes
physique. Elles tentent simplement de les mettre en équation.
Donc le physicien malin, de mon point de vue, cherche à trouver la formule
mathématique qui lui permet d'avancer dans la compréhension et la
description du phénomène.
Si le problème que vous voulez mettre en évidence c'est la raison pour
laquelle les électrons circulent dans un supraconducteur, je crois que la
solution dans le cas que vous évoquez est seulement que I entrant= I
sortant. Dans le cas d'un supraconducteur, cette circulation se fait de
plus, sans perte de potentiel.
Expliquez vous le mouvement des électrons dans un conducteur classique,
comme une conséquence naturelle du fait qu'il a une résistance? Non, je ne
crois pas.
Par contre dans un conducteur classique, il y a effectivement un champs
électrique qui se crée dans le conducteur, du fait de sa conduction
imparfaite.

>> Le mouvement des électrons est une conséquence du champs de potentiel
>> dans le circuit.

> Pourriez-vous expliciter, ou décrire, la relation entre le mouvement des
> électrons et le champ de potentiel ? j'avoue que ça me tracasse !
> Merci !


Je vous avoue que moi, non, je ne pourrais pas. Mais d'autres le font très
bien :o))
[..]
ou
[..]
et pour manipuler
[..]

Christophe
Christophe, tout simplement (17/05/2008, 10h49)
"Tatoche" <tatoche> a écrit dans le message de news:
482dcda5$0$889$ba4acef3...
> "vincent.thiernesse" > Bonjour,
> Oui, le courant "subit" le champ E dans le récepteur et comme div j = 0 en
> tout point du circuit, on a un courant dans tout le circuit...mais j'ai du
> mal à comprendre comment les électrons bougent de proche en proche en
> régime permanent (serait-ce un phénomène de diffusion puisque ce n'est
> plus un phénomène de conduction ?)


Comment définissez vous "un phénomène de conduction".
Je crois qu'il s'agit encore d'un phénomène de conduction, mais que cette
conduction ne génère pas de champs électrique dans le supra conducteur du
fait de ses caractéristiques, contrairement à ce qui se passerais dans un
conducteur résistant.

Christophe
Tatoche (17/05/2008, 11h48)
"vincent.thiernesse" <
> non, le courant dans un conducteur, c'est un courant de conduction, pas un
> courant de diffusion.

Pas de courant de conduction s'il n'y a pas de champ électrique...et
justement il n'y en a pas ici puisque le conducteur est parfait !

>Le champ électrique incline légèrement les
> trajectoires de e-. Les e-, en moyenne dans le temps ou en moyenne sur un
> grand nombre d'é-, vont dans le sens inverse du champ.


Champ qui n'existe pas dans le conducteur, puisqu'il est parfait.
Tatoche (17/05/2008, 12h10)
"Christophe, tout simplement" <
> Comment définissez vous "un phénomène de conduction".


Le phénomène de conduction est le déplacement des électrons dans un
conducteur grâce au champ électrique qui y règne.
Dans une jonction PN par exemple la différence de concentration des
électrons dans les zones N et P crée un courant de *diffusion* dus aux
électrons (même chose pour les trous qui sont en fait des manques
d'électrons de bandes de valence) indépendant de la présence d'un champ E.,
non lié à la charge des électrons. Le courant de diffusion s'établissant, il
crée l'apparition d'un champ E car les électrons sont chargés. Ce champ E
crée un courant de *conduction* dans le sens inverse du courant de diffusion
: en l'absence de polarisation les courants s'équilibrent, bilan nul.
Tatoche (17/05/2008, 12h14)
"vincent.thiernesse"
> non, le courant dans un conducteur, c'est un courant de conduction, pas un
> courant de diffusion.


le courant de conduction nécessite un champ E...contrairement au courant de
diffusion.

> trajectoires de e-. Les e-, en moyenne dans le temps ou en moyenne sur un
> grand nombre d'é-, vont dans le sens inverse du champ.

Oui, mais parce qu'il n'y a pas de champ E.... !!! Ce que tu dis est valable
pour un conducteur résistif (ou bien à la rigueur un courant variable, mais
on est dans le cadre d'un courant constant).

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