LES mouvementduchargesélectrique est le phénomène derrière le fonctionnement des appareils électroniques. lorsqu'un charge électrique, de cargaison positif ou alors négatif, se déplace sous l'influence d'un champ électrique externe, on dit qu'un courant électrique se forme.
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Qu'est-ce que le courant électrique ?
LES courant électrique est l'une des quantités fondamentales de la physique, et son unité, selon le système international, est le Ampère (LES). un courant électrique de 1 Ampère implique que pour 1 deuxième, passé 1 Coulomb de charges électriques à travers une section transversale faite quelque part dans l'espace. Regardez la figure ci-dessous :
Section transversale d'un fil conducteur traversé par plusieurs électrons.
Tant qu'il y a un certain nombre de charges électriques traversant la section transversale indiquée ci-dessus, il y aura du courant électrique dans le matériau.
La définition du courant électrique est assez simple. Regarder:
le courant électrique est le flux chaotique de particules porteuses de charges à travers la section transversale d'une position donnée dans l'espace et en appliquant un champ électrique. |
Le courant électrique peut être calculé comme le rapport du module de charge qui traverse cette section chaque seconde :
je - courant électrique
Q – quantité de charge électrique
t - intervalle de temps
Quelle est la différence entre la charge électrique et le courant électrique ?
Chaîneélectrique c'est le mouvement des charges électriques dans une direction préférentielle du conducteur. La charge électrique, à son tour, est une propriété intrinsèque de la matière. La plupart des particules existantes, telles que protons et le électrons, a une charge électrique et, par conséquent, il peut être attiré ou alors repoussé par d'autres charges électriques.
La quantité de charges électriques présentes dans un corps peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
Q – module de charge électrique
non – nombre de transporteurs de fret
et – charge fondamentale (1.6.10-19 Ç)
protons et électrons ce sont les porteurs de charge les plus courants, bien qu'il s'agisse de particules de masses différentes et de charges électriques de signe opposé. La quantité de charge présente dans ces particules est égale et est appelée chargerfondamental, dont le module est d'environ 1,6.10-19 Ç.
Mouvement de particules électriques dans les fils
Lorsque nous connectons deux points d'un filconducteur à une différence de potentiel, en le connectant à une batterie (générateur) ou à une prise, par exemple, un champ électrique se forme à l'intérieur des fils, responsable de l'émergence d'une force électrique qui entraîne les électrons vers la borne positif ou alors négatif.
O domaineélectrique il se forme dans le conducteur à la vitesse de la lumière, c'est-à-dire que « l'ordre » de mouvement des électrons est pratiquement immédiat, de sorte que toutes ces particules ressentent l'action de la force électrique qui les entraîne. Cependant, le mouvement de ces charges est assezralentir, en raison des diverses interactions mutuelles entre les électrons et aussi des collisions fréquentes entre les les électrons et les atomes qui forment le réseau cristallin des métaux, ce qui provoque une grande perte de rapidité. Cette vitesse à laquelle les électrons sont conduits dans un matériau, c'est-à-dire la vitesse de chaîneélectrique, est appelé rapiditédanstraîne, et son module est de l'ordre du centimètre par minute.
Schéma montrant le courant électrique à l'intérieur d'un fil conducteur
Effet Joule
Lorsque les électrons entrent en collision avec les atomes du matériau dans lequel ils se déplacent, ils transfèrent une partie de leur énergie cinétique, favorisant la vibration du réseau cristallin de ce milieu. Cette vibration provoque une augmentation de la température du matériau, configurant ce que l'on appelle Effet Joule.
L'effet Joule est à la base du fonctionnement de la lampe à incandescence: le transfert d'énergie des électrons vers les atomes provoque un échauffement important du fil.
Charges électriques sur conducteurs, isolants et semi-conducteurs
→ Conducteurs
Tous les matériaux conducteurs, comme la plupart des métaux, ont un grand nombre de transporteursdanschargerlibre, c'est-à-dire faiblement lié aux noyaux atomiques du matériau. Ces porteurs de charge sont des électrons, des particules très légères et charge électriquenégatif.
A température ambiante (25°C), par exemple, électronslibreDeconducteurs ils ne restent pas immobiles, mais ils ne sont pas non plus conduits entre un point du matériau et un autre. Dans ce cas, le agitationthermique du matériau est transmis aux électrons, provoquant un mouvement chaotique de ces particules, dans différentes vitesses et directions, de sorte que le déplacement total des électrons est d'environ nul. Lorsque cela se produit, nous disons que le conducteur est en équilibre électrostatique.
→ Isolants
Matériel équipé de génialla résistanceélectrique, appels de isolants, ont naturellement peu ou pas de porteurs de charges électriques libres et pouvant être entraînés par l'action du champ électrique. Dans ces matériaux, il est nécessaire d'appliquer des champs électriques importants jusqu'à ce que leur ionisation se produise. Ce processus explique la formation des rayons et est appelé Pausedonnerigiditédiélectrique. En cas de foudre, l'air atmosphérique, qui est un milieu isolant, soutient le mouvement de la cargaison par la formation d'un champ électrique important avec les nuages électrifiés ou entre les nuages et le sol.
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De grands champs électriques peuvent ioniser l'air, favorisant la conduction électronique.
→ Semi-conducteurs
Dans matériauxsemi-conducteurs, à leur tour, les porteurs de charge sont partiellement liés à leurs noyaux atomiques en raison d'une faible interaction électrique. Il est possible d'en faire des porteurs de charge gratuits en fournissant une certaine forme d'énergie à ces particules: en chauffant le matériau (matériaux thermoélectriques), interaction mécanique (matériaux piézoélectriques), éclairage (matériaux photoélectriques) etc.
Au vide ou dans des matériaux dépourvus de résistance électrique, les porteurs de charges électriques peuvent se déplacer sans difficulté. De cette manière, en détectant l'action d'un champ électrique, les porteurs de charge peuvent se déplacer à grande vitesse dans la direction du forceélectrique qui agit sur eux.
Mouvement de cargaisons dans des liquides
Quand on met une solution liée à une différence de potentiel, un champ électrique se forme dans ce liquide, et les ions dissous dans cette solution se déplacent eux-mêmes vers les pôles qui ont une charge opposée à la leur. Dans ce cas, on dit qu'un chaîneionique est formé.
sens du courant électrique
Lorsque nous étudions le mouvement des charges électriques dans les circuits électriques, il est courant d'entendre que le courant électrique peut avoir deux directions: la direction réel et le sens conventionnel. Cette convention est née du fait que les porteurs de charge dans les conducteurs ont chargernégatif. Comprenez: dans le vrai sens, quand on connecte un fil à une différence de potentiel, les électrons se déplacent vers le pôle positif. Ce sens du courant est appelé sensréel.
O sensconventionnel du courant, à son tour, admet que les porteurs de charge des conducteurs ont charge électrique positive, de sorte que lorsque nous connectons un fil à une différence de potentiel, ces électrons se déplacent vers le potentiel. négatif.
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Par moi Rafael Helerbrock
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cargas-eletricas-movimento.htm