Séance de cours

Drude Model & DC Circuits: Conductivités, Loi d'Ohm, EMF

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Dans cours

PHYS-201(d): Physique générale : électromagnétisme

The topics covered by the course are concepts of electromagnetism, properties of waves, and fluid mechanics. ...

Description

Cette séance de cours couvre le modèle Drude pour les conductivités électriques dans les métaux, les semi-conducteurs et les isolants, y compris les dépendances de température. Il explique également la loi d'Ohm dans le modèle Drude et introduit des circuits à courant continu, la force électromotrice et des modèles de circuits équivalents.

Enseignant·e

Dirk Grundler

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Physique du solide

Concepts associés (32)

Semi-conducteur

Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.

Loi d'Ohm

La loi d'Ohm est une loi physique empirique qui lie l'intensité du courant électrique traversant un dipôle électrique à la tension à ses bornes. Cette loi permet de déterminer la valeur d'une résistance. La loi d'Ohm a été ainsi nommée en référence au physicien allemand Georg Simon Ohm qui la publie en 1827, dans son œuvre Die galvanische Kette: mathematisch bearbeitet. On note : U la tension aux bornes de la résistance ; I l’intensité du courant qui circule à travers la résistance ; R la valeur de la résistance.

Modèle de Drude

Le modèle de Drude (du nom du physicien Paul Drude), parfois appelé modèle de l'électron amorti, est une adaptation effectuée en 1900 de la théorie cinétique des gaz aux électrons des métaux (découverts 3 ans plus tôt, en 1897 par J.J. Thomson). En considérant les électrons d'un métal comme des particules classiques ponctuelles confinées à l'intérieur du volume défini par l'ensemble des atomes de l'échantillon, on obtient un gaz qui est entraîné dans un mouvement d'ensemble (lequel se superpose aux mouvements individuels des particules) par des champs électriques et magnétiques et freiné dans ce mouvement par des collisions.

Courant continu

Le courant continu ou CC (DC pour direct current en anglais) est un courant électrique dont l'intensité est indépendante du temps (constante). C'est, par exemple, le type de courant délivré par les piles ou les accumulateurs. Par extension, on nomme courant continu un courant périodique dont l'intensité est toujours assez proche de sa valeur moyenne ou dont la composante continue (sa valeur moyenne) est d'importance primordiale, ou encore un courant électrique qui circule continuellement (ou très majoritairement) dans le même sens (dit aussi unidirectionnel).

Force électromotrice

La force électromotrice (f.é.m.), ou électromotance, est un des paramètres caractéristiques d'un générateur électrique. Elle est, contrairement à ce qu'indique son nom, homogène à une tension et s'exprime en volts. Dans un circuit électrique, pour mettre en mouvement des charges, il est nécessaire de fournir du travail, et la force électromotrice correspond au travail que fournit un générateur au circuit par unité de charge. Cette force est le plus souvent fournie par un générateur électrique, qui impose une tension électrique à ses bornes.

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