Pourquoi les métaux conduisent-ils l’électricité ?

Présentation au sujet: "Pourquoi les métaux conduisent-ils l’électricité ?"— Transcription de la présentation:

1 Pourquoi les métaux conduisent-ils l’électricité ?

2 fer

3 Fer observé au microscope à effet tunnel

4

5

6

7

8 « L’atomium de Bruxelles »
Construit en 1958 pour témoigner des progrès scientifiques réalisés sur la connaissance de l’atome

9

10

11 diamant

12

13 COMMENT UN METAL CONDUIT-IL LE COURANT ELECTRIQUE ?
G

14 COMMENT UN METAL CONDUIT-IL LE COURANT ELECTRIQUE ?
G

15 COMMENT UN METAL CONDUIT-IL LE COURANT ELECTRIQUE ?
G métal

16 COMMENT UN METAL CONDUIT-IL LE COURANT ELECTRIQUE ?
G métal

17 COMMENT UN METAL CONDUIT-IL LE COURANT ELECTRIQUE ?
G ? métal

18 Comment se présente un échantillon métallique d’aluminium ?
atome d’aluminium Dans un métal les atomes sont disposés de façon régulière

19 L’atome d’aluminium : atome d’aluminium

20 De quoi est constitué l’atome d’aluminium ?
NOYAU : possède 13 charges « + » 13 électrons : 13 charges « - » Charge électrique totale : (+13) + (-13) =0

21 Retour sur l’échantillon d’aluminium :
Parmi tous les électrons des atomes, certains peuvent vagabonder d’un atome à un autre : on les appelle des électrons libres.

22 Retour sur l’échantillon d’aluminium :
Le mouvement de ces électrons est complètement désordonné. Chaque atome qui donne un électron à son voisin récupère un autre électron venant d’un autre atome : tous les atomes restent électriquement neutres.

23 Conclusion n°1 : Ces atomes possèdent des électrons libres,
Tous les métaux sont formés par un assemblage régulier d’atomes. Ces atomes possèdent des électrons libres, ces électrons peuvent se déplacer d’atome en atome. En l’absence de courant électrique le mouvement des électrons libres est désordonné.

24 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium électron libre

25 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

26 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

27 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

28 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

29 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

30 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

31 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

32 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

33 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

34 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

35 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

36 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G aluminium

37 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
G I ? I

38 Que se passe-t-il au contact du fil électrique et des atomes?
Fils électriques Dans un fil électrique, le courant se traduit par un déplacement d’électrons Le 1er atome reçoit un électron du fil électrique, or comme un atome est toujours neutre il donne immédiatement un de ses électrons libres à l’atome voisin et ainsi de suite.

39 Que se passe-t-il au contact du fil électrique et des atomes?
Dans un fil électrique, le courant se traduit par un déplacement d’électrons Le 1er atome reçoit un électron du fil électrique, or comme un atome est toujours neutre il donne immédiatement un de ses électrons libres à l’atome voisin et ainsi de suite.

40 Que se passe-t-il plus globalement ?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons électrons

41 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons

42 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons

43 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons

44 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons

45 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Ce processus se répète ainsi : électrons G électrons

46 Que se passe-t-il lorsque l’aluminium est intercalé dans un circuit électrique?
Le mouvement des électrons libres du métal n’est plus désordonné car ici, ces électrons sont « poussés » et remplacés par ceux arrivant par le fil électrique. Les électrons libres du métal ont un mouvement d’ensemble dirigé vers la borne « » du générateur : ce sens est au sens conventionnel du courant. + opposé I G I électrons I

47 Conclusion n°2 : En présence d’un courant électrique les électrons libres du métal ont un mouvement d’ensemble ordonné vers la la borne « + » du générateur. Dans un métal le courant électrique est un déplacement d’électrons allant de la borne « - » vers la borne « + » du générateur. Ce déplacement est inverse au sens conventionnel du courant qui va de la borne « + » vers la borne « - ».

48 POURQUOI LES AUTRES MATERIAUX (verre,
matières plastiques, …) NE CONDUISENT PAS LE COURANT ELECTRIQUE ? Dans ces matériaux, les électrons restent tous fidèles au noyau des différents atomes : ce ne sont donc pas des électrons libres. Par conséquent les atomes ne peuvent ni accepter ni échanger des électrons provenant du fil électrique ou d’un atome voisin Tout est bloqué dans le circuit : aucun courant ne circule. G électrons I = 0 électrons ISOLANT

49 Conclusion n°3 : Les matériaux isolants ne se laissent pas traverser par par le courant électrique car ils ne possèdent pas d’électrons libres.

50 électron libre Atome de fer ouvert L’interrupteur est ………………………… donc le courant …………………………………. Les électrons libres ont un mouvement …………………………………… ne circule pas désordonné

51 - + sens de déplacement des électrons libres sens conventionnel du courant

52 L’interrupteur est …………………………………….. donc le courant ……………………………..
Sous l’influence du générateur, les électrons libres (chargés …………………………………) se déplacent dans le circuit de la borne ….. à la borne ………… Les isolants ne conduisent pas le courant car ils ne possèdent pas ……………………………………………… ATTENTION ! Par convention, le courant, à l’extérieur du générateur, circule de la borne ….. à la borne …… Le sens de déplacement des ………………………………………………... dans un métal est donc …………………………… du sens conventionnel du courant. fermé circule négativement - + d’électrons libres + - d’électrons libres l’opposé