Vitesse de l'électron dans un conducteur, Événements physiques dû à cela ?

Bonjour à tous,

Une question me taraude depuis bien longtemps, LA VITESSE DE DÉPLACEMENT DES ÉLECTRONS DANS DIFFÉRENT CONDUCTEURS.

Y a t il une variation de la vitesse de électrons en fonction de l'intensité du courant,
les avis sont partagés sur ce fait, on lit un peut tout et son contraire, même issue de source scientifique sensé être reconnus.

Les souvenir des mes cours d'élec relatait plutôt une différence de quantité d'électron avec l'intensité du courant, se qui à priori semble satisfaisant.

Les problèmes de vitesses étaient évoqués autour de la résistance des matériaux.
Bien que ont avaient tendance à penser à l'époque que la résistance ralentissait certain électrons,
ce qui produisait de la chaleur.
Pour les autres leurs vitesses étaient identique et maximal vis à vis du conducteur.

J'ai entendu dire que la vitesse de l'électron était de l'ordre de 7 fois plus élevé dans le vide que sur une puce de silicium.
Caractéristique qui confère leurs qualités (exceptionnelles) aux amplis à tube.
Cela dit la littérature sur ce sujet est flou également.
en se qui concerne Wikipédia voilà,

La vraie question est,
la vitesse de déplacement de l'électron dans le conducteur, est elle source d'évènements physiques, autant que la variation de tension et/ou de courant.

Pour ne rien vous cacher je me suis réveillé avec une idée cette nuit !
Faire tourner sur son axe une bobine montée libre autour d’un noyau magnétique.
Cette bobine est alimentée par un moyen de collecteur tournant.
Ou bien la bobine est soumis à un mouvement alternatif vibrant par un système de bielle, toujours autour de sont axe.
Cette dernière formule réduit les difficultés de connections avec la bobine.

Quartz déganté !!!

La vitesse de l'électron dépend du plusieurs paramètres et peut se calculer dans un métal.

En fait, la vitesse d'un électron due au champ électrique appliqué, appelée vitesse de dérive (qui s'ajoute vectoriellement à la vitesse due au bruit thermique) dépend de la durée de parcours d'un électron avant un choc contre une autre particule du matériau, appelé temps de parcours moyen ou temps de collision.

Elle dépend de:
la mobilité électronique, la conductivité électronique du matériau (qui dépend aussi de la température), du champ électrique appliqué. Elle est en fait extrêmement faible.

Vd=mu*E (mu: mobilité électronique et E: champ électrique appliqué)
Puis: mu=sigma/(n*e) (sigma: conductivité électrique qui dépend de la température, n: nombre d'électrons par unité de volume et e:charge électronique en coulombs= 1.6*10^(-19) C)

Connaissant la conductivité électrique à deux températures données on peut trouver la conductivité à toute température par la relation:

rho=rho0(1+alpha0*delta T) à température pas trop basse
rho0: constante, alpha0: constante, delta T: augmentation de température
et sigma=1/rho avec rho: résistivité électrique

Pour calculer mu il reste donc à connaître n, la concentration en porteurs de charge. Elle dépend de niveaux d'énergie et de la distribution de Fermi Dirac. On peut la mesurer expérimentalement, par la mesure de la résistance de Hall (voir effet Hall) par la relation: n=1/(Rh*e) avec Rh: résistance de Hall.

Bref, il vaut mieux disposer de tables de mesures pour calculer tout ça.

J'ai des tables des donsités:

n(Cu)=8.5*10^22 électrons/centimètres cubes
n(Ag)=5.76*10^22 électrons/centimètres cubes

avec (à 25°C):

sigma(Cu)=6*10^5 (ohm.cm)-1
sigma(Cu)=6.3*10^5 (ohm.cm)-1

Application numérique:
Cuivre soumis à un champ électrique de E=10 Volts par mètre:
Vd=0.04 m/s = 4 cm/s

A comparer avec la vitesse thermique (vitesse due à l'agitation ambiante du milieu, provenant des chocs aléatoires des particules du milieu):
Vthermique= racine carrée (8kT/(pi*m))
avec k=1.38*10^(-23) constante de Boltzman
T:température en Kelvin
m: 9.1*10^(-31) kg

on a alors: Vthermique=107 274 m/s

Ainsi la vitesse d'ensemble des électrons dans le sens de la circulation électrique est ridicule face à l'agitation thermique (en moyenne nulle, mais à chaque instant faisant bouger l'électron de part et d'autre). mais la vitesse du flux global des électrons est alors canalisée dans un sens et produit un vrai mouvement macroscopique.

Ainsi les électrons vibrent déjà très vite d emanière isotrope (résultante nulle), et je ne pense pas qu'ajouter de la vitesse de manière anisotropique puisse dans ces conditions changer quoi que ce soit à l'état des électrons. Mais au niveau macroscopique cela change des choses.

Qu'attends-tu exactement de ton expérience?

Bonsoir à tous,

Merci de t'intéresser à mon délire Chercheur.
disons que si on superpose une vitesse de déplacement du conducteur, à l'intérieur duquel se déplace le flux d'électrons, on créer un milieu anisotrope dont on maitrise parfaitement le vecteur anisotrope.

Par là on peut observer si la variation de vitesse du conducteur va produire ou induire une variation de flux magnétique, dans le noyau induit par ce conducteur en mouvement.

Auquel cas si il y a variation de flux, la récupération de la variation, provoquera t elle une contre action vis à vis de la cause qui lui donne naissance.

L'expérience n'est pas très compliqué à mettre en œuvre, donc je l'ajoute sur ma liste.

A+++

Salut !!!

Bon, j'donne mon avis en passant ... !!!

Alors, sans donner de calcul balèze, les électrons d'un conducteur se situent dans la bande passante de celui-ci !!!

Donc, comme ces électrons "libres" sont appellés à accélérer sous une certaine tension (voir électronVolt !!!) et sachant que tout ces électrons sont négatifs, ils se repoussent entre eux, donc si un électron bouge suffisamment, il fait bouger tout les autres plus vite !!!

Voilà, pour simplifier, un électron (sur la bande passante d'un conducteur !!!) qui bouge de quelque millimètre ou centimètre (énorme) par seconde, va engendrer une "influence" électrique sur la longueur du conducteur qui sera énorme !!!

Donc, l'électron, sans aller très vite, va engendrer une avalanche électronique dans le conducteur (suivant ses caractéristiques, un supraconducteur n'opposant pas de résistance) qui sera mesurable par une tension et une intensité, et aura l'air instantané (l'influence d'un électron sur un autre est à vitesse luminique, il me semble !!! ) !!!

Bon, si j'ai pu éclaircir un peu la nébulausité du concept ???

à +++

PS : chuis pas sûr de moi, pour ce coup-ci !!!

Lifter, tu veux certainement parler de la bande de conduction.
Sinon pour ce qui est du courant électrique, en effet il ne circule pas à la vitesse des électrons, mais à celle de l'impulsion électromagnétique transmise par effet de "choc" électromagnétique, soit la vitesse de la lumière.

C'est ce que tu tentes d'expliquer il me semble: c'est ce qui se passe quand une bilel percute une colonne de billes bien collées les unes aux autres: l'onde de choc se trabsmet très rapidement pour propulser la bille à l'autre bout. Mais l'ensemble de la colonne peut être immobile (ou en déplacement ridicule).

Quartz il me semble, cherchait à faire bouger les électrons physiquement.

Pour ce qui est de faire bouger le conducteur contenant les électrons, ceux-ci vont en effet bouger car ils sont libres de leur mouvement, mais limités par leur répulsion. Dans une centifugeuse, ils seraient plaqués contre un bord par exemple, dans la limite de leur répulsion électrostatique, changeant la répartition des électrons dans le conducteur centrifugé.

Mais je n'ai toujours pas bien compris dans quel sens tu veux faire bouger ta bobine par rapport à son axe....

Imagine le sens de déplacement des électron dans la bobine,
cela suit le sens du l'enroulement du fils constituant la bobine.
se sens d'enroulement est référence par rapport au centre mécanique d'enroulement du fils.
se centre est donc le centre de rotation physique de la bobine.
donc le mouvement mécanique de la bobine est confondu avec le sens de déplacement des électrons dans le fils de cette bobine.

Si tu ne parviens pas à visualiser, ce que je comprendrais fort bien, je te ferais un dessin.

A+++

Oui Chercheur !!!

C'est ce que je veux dire !!!

Cependant, il me semble que le magnétisme est due à un effet relativiste des électrons !!! (pourquoi pas le rendu électromagnétique des interactions ??? )

Bon ...

Il faut agir, c'est certain !!!

Bon Quartz, tes électrons dans la bobine, vont faire du sur-place, par rapport à un observateur.
Et si l'observateur est le Bon Dieu, il te fera comprendre que c'est grand péché, d'agir de la sorte...

Bonjour à tous,

Quartz, si j'ai bien compris tu est en train de vouloir refaire sous une autre forme l'expérience de Rowland EXPERIENCE DE ROWLAND.

A mon avis, un conducteur parcouru par un courant électrique posséde une charge électrique moyenne non nulle due à la présence d'un champ électrique colinéaire. Si le courant est nul la charge moyenne macroscopique est également nulle. Le fait de faire tourner le conducteur, en l'occurence la bobine parcouru par un courant continu, il se crée un champ magnétique (faible) selon l'axe de la bobine. C'est l'expérience de Rowland relookée.

Bonne journée à tous.

Bonjour à tous,

Derfla, merci pour se lien et cette info, je ne la connaissais pas.
Cela répond tout à fait à ma question.
le déplacement mécanique de charges électrique produit bien un champ magnétique donc.

pour une bobine alimenté, oscillant autour de son axe, il va y a voir induction.
l'observation intéressante à faire se trouve au niveau de la force contre électromotrice induite.
il va probablement y avoir une sur-modulation du courant de polarisation de la bobine,
mais au niveau mécanique quel peut être l'effet ? Vu la configuration !!

A+++

Effectivement tu auras d'une part, un champ magnétique statique de polarité et d'intensité dépendants du sens du courant continu et de son intensité et d'autre part un champ magnétique alternatif superposé à l'image de l'oscillation mécanique de la bobine.

J'aurais envie de dire , mais j'en suis pas certain, que tu pourrais avoir levé un gros lièvre car le champ magnétique alternatif devrait être libéré du phénomène de la rétroaction ( pas de fcem induite ). Je verrais un noyeau magnétique fixe à mu élevé et fermé sur lui-même, et sur ce circuit magnétique un secondaire pour la mesure et consommation. Tu n'aurais même pas besoin de collecteur pour alimenter la bobine.

A+

OUI OUI Derfla, nous parlons bien de la même chose.

A+++

Bonsoir à tous,

Une idée entraîne une autre, je vais faire du détournement d'idée, tu m'en excuseras. Ton idée de vouloir faire osciller des charges me donne l'idée de vouloir faire osciller des charges électrostatiques avec condensateur multi couches circulaires (cylindriques) dont une armature du condensateur est fixe. J'y vois plusieurs avantages :
1) Légèretè plus grande donc fréquence oscillatoire plus grande donc puissance en sortie au secondaire plus grande.
2) Pouvoir trouver une fréquence de résonnance mécanique de l'armature mobile plus facilement avec un gain plus grand ( facteur de qualité) courbe de réponse plus pointue.
2) Très probablement une charge beaucoup plus grande. Mais reste encore à prouver.
3) Facilité de régler la charge , Q = C.U à un prix énergétique dérisoir.
4) Probabilité d'une rupture de la rétroaction ( inexistance ) beaucoup plus grande, voir certaine.
5) Suppression de la composante magnétique statique dans le circuit magnétique.
6) Economie d'énergie dûe par l'absence de courant continu, donc meilleur candidat pour un système sur-unitaire.

Précaution : prévoir une interruption des armatures mobiles et fixes, car autrement cela devient des spires en court-circuit.

Voilà, je crois c'est tout. A la prochaine idée ! Ah quel forum dynamique, j'en ai le tourni, mais j'aime ça !

A+++

Salut à tous !!!

Quartz, ton idée de bobine "tournant" autour d'un noyau magnétique m'a fait penser à un générateur homopolaire ... le seul truc que je peux dire, c'est que y'a les problèmes d'hystérésis et si vous cherchez un matériau avec une perméabilité magnétique relative plus grande que le mumétal (environ = 100 000), il y a le supermalloy (environ = 800 000) ...

Derfla, J'ai eu une idée semblable à la tienne il y a un bout de temps !!!

Voilà, je l'ai appellé le "générateur lifter" (pas à cause de mon pseudo, mais parce que çà à un rapport avec mon équation de surfaces sur les lifters !!! ) ...
Donc, ce générateur se compose d'un cylindre conducteur et un fil conducteur passe par son axe, le cylindre et le fil sont animés d'un mouvement contrarotatif à grande vitesse, entre le fil et le cylindre (diamètre du cylindre à calculer en fonction du diélectrique) est disposé un diélectrique qui peut se ioniser (çà peut être l'air ambiant).
On alimente en THT entre le cylindre et le fil en rotation avec du continue ou de l'impulsionnelle.
Le but étant de créer un vortex ou canal rotatif de plasma susceptible de libérer des monopôles magnétiques (voir ce lien : monopôles magnétiques) qui peuvent être canalisés par un champ magnétique !!!

Donc ce générateur devait servir de canon à monopôles magnétiques (soi dit en passant que si c'est possible, alors on peut normalement transmuter les déchets nuclaires par exemple ... ) !!!

Voilà, c'est juste pour donner des idées supplémentaires !!!

à +++

Bonjour tout le monde,

Lifter, j'ai bien lu ton post et un bout sur les monopôles magnétiques, mais j'avoue mon incompétence à entrer dans la stratosphère de ces pensées plus liée à la recherche fondamentale qu'à des applications pratiques et réalisables facilement sur l'énergie libre. Mais ne te décourage surtout pas envers moi, continue tes envois de posts de cette veine, qui sait un déclic décisif peut se faire et une idée nouvelle peut naître, car je suis sensible aux théories avant gardistes et aux idées hors norme des autres. Avant ma grave maladie j'avais notamment un générateur de fonctions, maintenant que je m'en suis sorti j'ai acquis sans savoir comment, un générateur d'idées pratiques, par contre je n'ai plus le générateur de fonctions. Sorry, je m'écarte du sujet.

Je ne suis pas un théoricien, ni même un matheux , je suis avant tout un praticien entraîné dans le bricolage de bidules si possible fonctionnel, c'est le rêve de tout un chacun ici sur le forum.

Encore merci et à bientôt.