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B
Un échantillon de cuivre contient 7.5x10 atomes par m. On considère que chaque
atome possède un électron libre.
Un fil de cuivre homogène de section 1 mm² est placé dans un circuit électrique fermé.
Les électrons libres y sont animés d'une vitesse v = 0.3 mm/s.
Calculer la charge électrique qui traverse une section du conducteur en 1 s.


Répondre :

Réponse :

La charge électrique (

Q) traversant une section du conducteur en une seconde peut être calculée à l'aide de la formule :

=

Q=n⋅A⋅e⋅v⋅t

où :

n est la densité d'électrons libres dans le matériau (en nombre d'électrons par unité de volume),

A est la section transversale du conducteur,

e est la charge élémentaire (en coulombs),

v est la vitesse des électrons,

t est le temps.

Dans le cas donné :

=

7.5

×

1

0

28

n=7.5×10

28

 atomes par mètre cube,

=

1

mm

2

=

1

×

1

0

6

m

2

A=1mm

2

=1×10

−6

m

2

 (1 mm² =

1

×

1

0

6

1×10

−6

 m²),

e est la charge élémentaire, environ

1.602

×

1

0

19

C

1.602×10

−19

C,

=

0.3

mm/s

=

0.3

×

1

0

3

m/s

v=0.3mm/s=0.3×10

−3

m/s,

=

1

s

t=1s.

Substituant ces valeurs dans la formule, nous obtenons :

=

(

7.5

×

1

0

28

)

(

1

×

1

0

6

)

(

1.602

×

1

0

19

)

(

0.3

×

1

0

3

)

1

Q=(7.5×10

28

)⋅(1×10

−6

)⋅(1.602×10

−19

)⋅(0.3×10

−3

)⋅1

Calculons cela :

3.603

×

1

0

14

Coulombs

Q≈3.603×10

−14

Coulombs

Donc, la charge électrique qui traverse une section du conducteur en 1 seconde est d'environ

3.603

×

1

0

14

C

3.603×10

−14

C.

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