Électricité, tension, représentation mentale.

Bonjour, (vu le temps j'ai envie de sortir bonsoir...)
J'aimerais me donner une représentation de la tension électrique, ça m'aiderait à mieux maîtriser tout ça. Par exemple, l'intensité c'est un débit (quotient d'un nombre de charges pour une certaine durée) et ça c'est quand même incroyable qu'ils n'en parlent que maintenant (Terminale S ) ! On bouffe des formules 24h/24 sans comprendre d'où vient la moitié d'entre elles et les profs en oublient l'essence même de la physique ! A savoir l'amour de la compréhension du monde. Mais on vit dans un monde industrielle où la technique à une place plus importante que la science maintenant... enfin bref ! Je me disais que je ne continuerai pas à travailler une seule seconde de plus sans pouvoir me représenter mentalement une des bases de l'électricité.
Merci à vous !

Xeno

Hello!
2 analogie possibles:

- Alors imagine ton circuit électrique comme étant des canalisations.
Ton générateur de tension est une hélice qui tourne plus ou moins vite selon la tension.
Le courant sera le débit d'eau dans tes tuyaux.
Donc si ton circuit n'est pas fermé (ie: les tuyaux bouchés) l'eau ne peut pas s'écouler même si l'hélice brasse.
Dès que tu vas déboucher ton tuyau , l'eau va se mettre à s'écouler.
Ensuite pour les résistances imagine que ton conduit devient plus petit.
plus il est petit et plus la résistance est grande, cela limite le débit.

- Une autre analogie serait celle de la gravitation.
Imagine un skieur, qui dévale une pente.
Le dénivelé représente la tension, et la vitesse du skieur (qu'on suppose constante, à régime établit donc) le courant.
La résistance correspond aux frottements du sol et de l'air (vent).

Plus le skieur est sur une pente forte et plus il ira vite (courant fort) et plus il y aura de vent (résistance) moins il ira vite => loi d'ohm (U=RI)
Donc tu vois que la vitesse dépendra à la fois du vent et du dénivelé.
Bon courage.





(Modifié par tigzy le 15-11-2008 à 16:54)

Ok merci, et au niveau de la tension électrique donc ?
édit: je veut dire, si on reste dans le circuit électrique, on a i un débit de charge, mais u ? à quoi correspond-il ?

(Modifié par Xenomorph le 15-11-2008 à 17:10)

Tu veux dire au borne d'un conducteur?
Comme une résistance par exemple?

Ici l'analogie est difficile à réaliser.
Ce phénomène est purement lié à l'électronique.

La tension aux bornes d'un conducteur, c'est la différence de potentiel aux bornes de ce conducteur.
Dans le cas d'une résistance, si elle a 5V d'un côté et 0V de l'autre, à l'intérieur, la tension est graduelle (je ne sais plus la loi , mais sa ne m'étonnerait pas que ce soit linéaire)

Imagine la tension comme une force qui pousse les électrons, alors la tension aux bornes c'est la différence de forces de chaque côté du dipôle.

D'accord mais c'est quoi un potentiel ?
Discussion entre moi et mon prof de l'année dernière :
- Et c'est quoi un potentiel ?
- c'est difficile à expliquer petit, imagine un bonhomme qui descend de l'altitude A à l'altitude 0. Alors la tension est de A.
- (phrase que j'aurais bien dit à l'époque) ben ça nous ramène au point de départ de mon problème...
Il ne savait pas vulgariser les choses mêmes les moins complexes, pour se mettre à la portée des "petits"... moi je croyais qu'être prof ça voulait dire être celui qui se bat pour faire intégrer à l'élève qui s'y intéresse les concepts de base de son domaine de prédilection non ? Et leur analogie au skieur elle a fait son temps maintenant.
*édit: comme d'hab le gentil niais tombe de haut.

(Modifié par Xenomorph le 15-11-2008 à 20:46)

Salut,

Salut Tigzy

très difficile d'expliquer simplement la notion de potentiel sans tomber dans des comparaisons qui amènent à dire des erreurs.

Pour reprendre l'analogie avec l'eau, le potentiel serait en quelque sorte la hauteur de chute de l'eau dans les canalisations.

Plus le potentiel est élevé, plus l'eau possède d'énergie arrivée en bas. Il en est de même pour l'énergie des électrons (même si c'est un peu plus complexe que cela).

La tension aux bornes d'un composant est la différence de potentiel (différence de hauteur pour l'eau) entre les 2 bornes de ce composant.

Donc, à la traversée de chaque composant, les électrons "perdent du potentiel".
La borne - du générateur correspond au potentiel le plus bas. Le rôle du générateur est donc de remoter tous ces électrons au potentiel (à la hauteur) le plus haut.




Espérant avoir été le plus clair possible

À plus

Oui mais je croyais que le sens du courant était de la borne + vers la borne - par convention, ce qui serait logique dans le cas d'une chute d'eau non ? (Après j'ai entendu dire qu'en électronique c'était pas la même chose... faudrait m'expliquer pourquoi si ça ne vous dérange pas ).
Parle moi plus de cette énergie des électrons, j'aime pas l'image de la chute d'eau
Ça parle de quoi ? d'énergie cinétique ? d'autre chose ? Je suis ouvert à tout, et si je comprends pas du premier coup je me débrouillerai pour chercher des explications ailleurs, c'est pas ça qui va me freiner.
Ensuite, Avec la relation u = R.i, on pourrait penser que la tension dépend aussi du débit de ta chute d'eau... donc ton image ne serait pas un peut fausse :? ?
Même si tu me parle de trucs de niveau master c'est pas grave. Ça coûte juste le temps d'appuyer sur quelques touches... balance pas tout d'un coup, cru et sans explications maison non plus hein
Je pense que je suis exigeant, mais il faut plutôt voir ça comme une possibilité pour toi de dire ce que tu veut dire sans t'arrêter à mon âge.

Ajout du 15-11-2008 à 23:14:

Avec i = dq / dt, et u = R.i, on aurait donc u = R.dq / dt, c'est-à-dire que la tension est homogène à une résistance-charge par seconde ?

Hs : quand on branche des prises sur une multiprise, faut-il les brancher à partir de la sortie la plus proche du câble de la multiprise ou à partir de celle la plus éloignée ?

Salut Scoob1!

Le sens conventionnel du courant (c'est à dire des charges +) est du plus vers le moins.
Sachant que les charges physiques existantes sont les électrons chargés négativement, alors il vont dans le sens opposé au courant.
=> du moins vers le +.

L'énergie des électrons, c'est de l'énergie cinétique lorsque il y a du courant, et une énergie potentielle lorsqu'il n'y a pas de courant, seulement une tension.
L'énergie potentielle se transforme en cinétique dès que tu ferme le circuit.

U=RI => la tension au bornes d'une RÉSISTANCE dépend de la résistance et du courant.
Cette tension s'oppose au courant qui y passe.
En gros si tu applique 5V aux bornes d'une résistance, la valeur de cette dernière va imposer le courant.
Cette relation est valable dans le cas d'une résistance uniquement.
Ne confond pas, le paramètre imposé ici est la tension, d'où découle le courant.

U = Rdq/dt => la résistance est en ohms, dq/dt est une variation de charges (Coulomb) par unité de temps.
Donc plus tuas de charges qui passes par unité de temps et plus la résistance est grande, plus la tension aux bornes sera grande.
Encore une fois, il faut bien déterminer quel est les paramètre, et cela dépend de ton circuit.
Tu peux inverser ta formule pour qu'elle colle avec la réalité.

Hs : quand on branche des prises sur une multiprise, faut-il les brancher à partir de la sortie la plus proche du câble de la multiprise ou à partir de celle la plus éloignée ?

tu te doute bien que plus le cable est long, plus la résistance de ce cable est grande.
R= RO* (L/S)

=> ro= résistivité en Ohm.m
=> L= Longueur de la résistance (ou du cable)
=> S=section du conducteur.

Tu vois qu'à section et résistivité constante (c'est le cas d'un câble électrique), la résistance (R) est directement proportionnelle à la longueur du câble.
Or une résistance chauffe et consomme donc de la puissance par effet joule. (P=RI^2)
Il convient donc de limiter cette résistance, par exemple en limitant la longueur du câble.

Si tu as d'autres questions...

Ok, mais l'énergie cinétique est définie par E=(m/2).V², et la masse de l'électron ne varie pas, elle. Donc seule la vitesse de l'électron varie avec la tension. Or l'électron porte une charge élémentaire négative, et l'intensité est définie par i=(dq/dt), c'est à dire par la vitesse des charges, et donc a fortiori celle des électrons.
Conclusion : la tension et l'intensité du courant sont très liées et ce, que ce soit dans une résistance ou non.
J'aurais besoin d'une confirmation et/ou d'une précision si vous avez svp .
(Sinon, je me doutais un peu que ça serait la sortie la plus proche du câble qu'il fallait préférer... mais des fois que d'autres paramètres interviennent...)

Oui c'est bien la valeur de la vitesse qui change.
Les électrons vont plus vite donc le courant augmente.

La tension et l'intensité sont très liée, mais la loi d'ohm est valable uniquement dans une résistance.

Ex: dans une capacité: i= C* dU/dt
dans une self-inductance: U= L* di/dt
dans une diode c'est une exponentielle.

tu vois que sa peut etre différent selon les composants?