Grâce notamment à des travaux au XIXe siècle sur les câbles télégraphiques, on sait que la vitesse de propagation de l'électricité dans un conducteur varie de 99% à 50% de la vitesse de la lumière. Cependant, quand on allume une lampe, les électrons dans le fil avancent en moyenne à 40 cm par heure.
Pourtant, la lumière s’allume quasi instantanément. Ce paradoxe vient de la nature du courant électrique : ce n’est pas le déplacement rapide des électrons qui allume la lampe, mais une onde électromagnétique qui traverse le fil à près de 300 000 km/s. Les électrons, eux, se déplacent très lentement en zigzaguant entre les atomes. C’est la différence entre la vitesse du signal électrique et celle des charges électriques.
La vitesse des électrons varie suivant les sources (en fonction de l'intensité, du conducteur et du type de courant), mais elle reste, dans tous les cas, bien inférieure à la vitesse de la lumière.
Commentaires préférés (3)
Faut voir ça comme si les électrons étaient une foule compacte qui avance très tranquillement et l'onde comme des objets qu'ils se font passer très rapidement en avant de la foule
Oui, moi j’avais l’image d’un train, tu pousses l’arrière, l’avant avance presque instantanément.
Par contre, j’ai toujours cru que la vitesse des électrons était de 5 mm seconde. Ce qui serait plutôt 0,1 mm par seconde selon l’anecdote. Ce qui est déjà ÉNORME en comparaison de la taille dudit électron !
moi j'aurai pris l’exemple d'une corde "parfaite" reliant deux observateurs, un sur la Lune, un sur la Terre. Il s'agit d'une Lune et d'une Terre immobiles l'une par rapport à l'autre
Si un des deux observateur tire le corde, celui placé à plus de 300000km du "tireur" ressent quasi-instantanément le mouvement, le signal s'est donc propagé à la vitesse de la lumière, alors que la corde ne s'est déplacée de quelques centimètres...
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Faut voir ça comme si les électrons étaient une foule compacte qui avance très tranquillement et l'onde comme des objets qu'ils se font passer très rapidement en avant de la foule
Oui, moi j’avais l’image d’un train, tu pousses l’arrière, l’avant avance presque instantanément.
Par contre, j’ai toujours cru que la vitesse des électrons était de 5 mm seconde. Ce qui serait plutôt 0,1 mm par seconde selon l’anecdote. Ce qui est déjà ÉNORME en comparaison de la taille dudit électron !
C'est un principe contre intuitif, surtout que ça n'est pas vraiment ce qu'on nous enseigne à l'école.
En fait, dès que le système est mis sous tension un champ magnétique se crée. L'énergie quitte la source "radialement" en suivant les lignes de champ, se propage dans le champ en périphérie du câble (une sorte de tube invisible), et à l'autre bout le consommateur absorbe l'énergie du champ magnétique de la même façon (à l'image d'un puit).
L'énergie ne circule pas dans le câble comme on le pense mais autour. Le câble agit comme un guide directionnel. Les électrons bougent peu dans le câble mais puissance circule à une vitesse proche de C dans le champ. Ça explique notamment pourquoi on est capable de transporter d'énormes quantités d'énergie avec des câbles de petits diamètres. Les câbles offrent une résistance qui absorbe l'énergie du champ et génère un échauffement, ils sont dimensionnés pour résister aux pertes seulement.
Pour essayer de se représenter le phénomène on peut faire une analogie avec une courroie. Pour transmettre de l'énergie une courroie doit être mise sous tension. La tension génère un petit mouvement de ses molécules, mais elle autorise surtout la transmission de puissance par le mouvement global entre les poulies source et charge/consommateur.
Pour rebondir là dessus, ce qui peut être vraiment perturbant est d'essayer de comprendre le magnétisme à partir de la relativité et de l'electrostatisme.
Vous avez tous déjà eu à faire à des aimants, et avez visualisé les lignes de champ. Eh bien, ça va vous faire voir les choses différemment si vous n'étiez pas familier avec l'interprétation suivante : youtu.be/1PMjwfGovZw?si=ih79HFdsS0mMX4gO
moi j'aurai pris l’exemple d'une corde "parfaite" reliant deux observateurs, un sur la Lune, un sur la Terre. Il s'agit d'une Lune et d'une Terre immobiles l'une par rapport à l'autre
Si un des deux observateur tire le corde, celui placé à plus de 300000km du "tireur" ressent quasi-instantanément le mouvement, le signal s'est donc propagé à la vitesse de la lumière, alors que la corde ne s'est déplacée de quelques centimètres...
Il est intéressant ton exemple. Je visualise la corde bien tendue et d’un côté ça me paraît logique, d’un autre contre-inuitif. Est-on sûrs que la personne sur la Lune ressentirait le mouvement subitement ?
Et au passage, quid si la distance qui les sépare est 10 fois plus élevés ? Est-ce qu’une corde tendue transmet le mouvement instantanément ? Est-ce que ce même exemple pourrait alors illustrer le phénomène de l’intrication quantique ?
Ou est-ce que c’est propagé à la vitesse de la lumière ? Ou autre ?
Naïvement je dirais que la tension de traction va se propager avec une vitesse prenant en compte l'élasticité/raideur et la masse linéaire de la corde. Donc une vitesse très lente comparée à celle de la lumière.
Concernant l'intrication, je ne vois pas le rapport. Il y a une interdépendance des états observés, mais pas de "communication" entre les deux objets intriqués.
Et autre info, le nombre d'électrons qui participent au transfert du courant est très faible. C'est de l'ordre du pourcent du nombre total d'électrons présents dans le matériau.
Le grande majorité d'électrons restent bien accroché a leur noyau (ou dans les gaz d'électrons libres dans la couche supérieure)
C'est du au fait que l' énergie thermique qui les agite est en fait bien plus grande que l'énergie électrique du a la différence de potentiel danse le fil.
Le sujet est intéressant, mais cette voix IA ... C'est insupportable. Entre le timbre dénué de variations et les multiples fautes d'accords, c'est impossible pour moi d'écouter plus d'une ou deux minutes.
On a le langage SMS des années 2000 version orale maintenant... :-\
Cette exemple ne marche pas. Une corde de 300.000km se comporterait comme un élastique et le déplacement imposé sur terre ne se transmettrait pas du tout sur la lune. Ça illustre juste la mise en tension du système, pas la transmission d'énergie.
L'analogie avec la poulie permet de dissocier la mise sous tension locale et la transmission d'énergie par mouvement global.
C'est pour ça que j'utilise "corde parfaite" : pas de flèche, pas de déformation, aucune élasticité et... poids raisonnable. Bien sur, cette corde n'existe pas, mais c'était un propos théorique
Ça ne permet quand même pas d'illustrer la différence entre tension et "mouvement d'ensemble" vu qu'elle est "parfaite".