Conduction électrique
On a vu dans le chapitre précédent que dans un conducteur, les charges se déplacent librement, cette circulation est appelée conduction.
On définit l’intensité
Pour que le courant circule en continu entre deux conducteurs, il faut maintenir un déséquilibre entre eux. Pour cela, on utilise un générateur de tension qui fait circuler des charges en gardant la ddp entres les bornes constante.
Dans les métaux, le courant résulte d’un déplacement d’électrons. Le sens conventionnel du courant est opposé à celui des électrons. Par conséquent, le courant électrique circule du pôle positif au pôle négatif à l’extérieur du générateur et du pôle négatif au pôle positif à l’intérieur du générateur.
La densité de courant représente le nombre d'Ampères passant par mètre carré de section du conducteur, ou encore la valeur de la charge qui traverse en une seconde un mètre carré de section du conducteur.
On introduit pour cela une nouvelle grandeur: le vecteur densité de courant.
ou
On en déduit que
La forme locale:
Un fil de cuivre de diamètre
Calculer la densité de courant dans ce fil.
Puisque
-
Dans le vide:
Soient deux plaque métalliques
Il apparait entre elles un champ
Si un électron est émis par la plaque
Comme l’accélération est constante, le mouvement des électrons, dans le vide, est uniformément accéléré.
-
Dans un milieu conducteur:
En l’absence de champ électrique appliqué, les électrons libres se déplacent dans tout les sens donnant une vitesse moyenne nulle. En appliquant un champ électrique, on crée un mouvement d’entrainement. La vitesse des électrons est donnée par la relation suivante :
Dans un milieu conducteur, les électrons ont donc une vitesse limite
On introduit alors la constante
- Association en parallèle:
Les deux résistances sont soumises à la même tension
L'intensité du courant du générateur est égale à la somme des intensités des courants circulant dans les résistances :
On a :
La résistance équivalente en parallèle :
- Association en série :
Les deux résistances sont traversés par le même courant d'intensité
La loi d'Ohm appliquée à chacune des résistances donne
La tension
En série, la résistance équivalente est :
- Conductivité :
- Résistivité :
- Conductance :
La circulation d’une quantité d’électricité
Cette énergie est dissipée sous forme de chaleur, c’est l’effet JOULE, elle correspond à une puissance :
Puisque
