Chap.2 Pourquoi et comment les métaux sont ils conducteurs d'électricité?

I- Le courant électrique dans les matériaux solides

1) Nature du courant électrique dans les matériaux

Donner le sens conventionnel du courant dans un circuit électrique :
Le sens conventionnel du courant est défini de la borne positive vers la borne négative à l’extérieur du générateur.
Dans certains matériaux tels que les métaux, il existe des électrons libres
Schéma ci-dessous de leur déplacement si le circuit est:
Schéma fig 5 et 6 p 27

Rem : Lorsque l’on mesure l’intensité du courant, on mesure en fait le débit d’électron en un point du circuit
Conclusion : Au 19° siècle, les physiciens ignoraient l’existence des électrons libres ou mobiles.Ils ont donc choisi arbitrairement un sens pour le courant qui est en fait opposé au sens de déplacement d’ensemble des électrons.
Le générateur est en fait une pompe à électrons qui les repoussent de la borne
négative et les attire par la borne positive.

2) Conductivité des matériaux
Faire le schéma de l’expérience pour observer la différence de conductivité (inverse de résistance) d’un matériau donnée dans le tableau ci-contre en siemens par mètre (S/m).
Argent 6,25 .10exp7
Cuivre 5,88.10exp7
Or 4,17.10exp7
Zinc 1,67.10exp7
Fer 1.10exp7
Bronze 5,56.10exp6
Plomb 4,76.10exp6
Graphite 1.10exp5
Verre 1.10exp-12
Polystyrène <10exp-15

Observations :
L’intensité est plus forte avec le cuivre (I=0,18 A) qu’avec le zinc (I=0,16A) .
D’après les données du tableau ci-contre, quelles seraient les observations avec :
L’argent ? : L’intensité serait plus forte
Le graphite (mine de crayon papier) ? : L’intensité serait plus faible
Le verre ? L’intensité serait nulle car il n’y pas de courant dans ce cas , le verre est isolant
Conclusion : Les métaux ne conduisent pas le courant de la même façon, plus ils contiennent d’électrons libres, plus ils sont conducteurs.

RAPPELS de 4°en électricité

Grandeur Intensité Tension Résistance
Symbole I U AB R
Unités Ampère (A)
ou Milliampere (mA) Volt (V) Ohm (Ω)
Appareil
de mesure Ampèremètre Voltmètre Ohmmètre
Symbole de l’appareil
Il se branche … En Serie En Derivation Directement aux bornes du dipôle