Act Bilan énergétique dans un circuit électrique

         Dans une balance électronique en fonctionnement (par exemple),  un courant électrique circule dans une carte électronique, dans des fils  électriques  et dans des composants électroniques.  [pic 2]

L’objectif de cette activité est de comprendre comment interpréter  

au niveau microscopique la circulation du courant électrique contenu dans les fils électriques…

🢥 DOCUMENT MIS A DISPOSITION :  

Un fil conducteur est constitué d’un fil de cuivre. Dans un métal comme un fil de cuivre, certains électrons sont libres de se déplacer.  [pic 4]

Dans un circuit électrique, en l’absence de courant, on peut considérer qu’en moyenne tous ces électrons resteront pratiquement immobiles.  

Si on branche un générateur de tension continue dans le circuit fermé, ces électrons vont subir une force électrique et se mettre en mouvement. En supposant que pendant la durée Δt, N électrons traversent la section droite S d’un fil électrique avec une charge électrique N x e, l’intensité I du courant électrique continu correspondant, au niveau microscopique, au débit de charges :  

    avec e = 1,60.10-19C .

L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un  fil : c’est l’unicité de l’intensité du courant électrique.

🢥 TRAVAIL A EFFECTUER : 

1°) a) Nommer les porteurs de charges dont le déplacement est à l’origine de l’existence d’un courant électrique dans un fil électrique.  

 Ce sont les électrons les porteurs de charges dont le déplacement est à l’origine de l’existence d’un courant électrique  dans un fils électrique.

    b) Quel est le rôle  d’une source de tension continue dans la circulation du courant électrique ?

 Son rôle est de donner le sens de circulation aux électrons donc les porteur de charges.  

2°) a) Exprimer le nombre N de porteurs de charge libres en fonction de I, Δt et e.

 [pic 5]

1. Déterminer le nombre N de porteurs de charge traversant une section droite S pendant 1,0 seconde lorsque le  courant électrique a pour intensité I = 1,20 A.

Nombre de porteur de charges : N

  An : [pic 6][pic 7]

N=  = 7,5 x 1018 [pic 8]

1. L’ordre de grandeur des intensités de courants électriques typiques mesurées en TP est de 102 mA.

       En déduire l’ordre de grandeur du nombre N de porteurs de charge circulant dans un fil électrique pendant 1,0 seconde.

Nombre de porteur de charges : N

  An : [pic 9][pic 10]

  N=  = 6,25x1017 [pic 11]

3°) POUR CONCLURE ! (consulter la video https://www.youtube.com/watch?v=849YvxzhcPA )

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