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Potentiel électrique en un point
(/forum/sujet/potentiel-electrique-en-unpoint)
Sujet résolu
Aarden
(/fr/memb
res/erydre
am)
(/fr/membres/erydream)
29 août 2015 à 0:12:20
Bonjour à tous !
J’ai quelques questions épineuses concernant le potentiel électrique, surtout dans le cas où l'on parle
du potentiel en un point quelconque...
~~~~~~
D’après ce que j’ai pu comprendre, le potentiel électrique, c’est l’énergie qu’il faut apporter pour
« déplacer » un Coulomb.
Seulement, il faut bien une référence comme avec l’énergie potentielle non ? Parce que justement,
l’énergie nécessaire à ce déplacement varie logiquement en fonction de la distance à parcourir… C’està-dire que si je suis ce raisonnement, un potentiel électrique en un point de l’espace n’est pas fixe, il
varie en fonction de la référence que l’on choisit.
Dans l’hypothèse où j’ai tout compris et que cette référence existe, un potentiel nul signifierait qu’il faut
0 joules pour déplacer un Coulomb sur lui-même (c’est un peu tordu ^^), et que c’est également la
fameuse « arrivée » du déplacement du Coulomb…
Et donc que le potentiel initial va diminuer au fur et à mesure du parcours pour devenir nul quand la
particule aura parcouru le chemin auquel le potentiel initial faisait référence.
J’aimerais donc savoir si tout ce raisonnement est juste, ou si je me suis empêtré les neurones !
~~~~~~
Je ne suis pas sûr également de comprendre comment un potentiel négatif peut exister. Ce négatif estil seulement la conséquence du signe de la charge que l’on veut potentiellement déplacer ?
~~~~~~
Enfin, j’ai une autre question qui puise son origine dans les différentes définitions du potentiel et de la
différence de potentiel que j’ai pu entendre.
J’ai appris que la différence de potentiel était en fait la différence de charges entre deux points, comme
par exemple une dizaine d’électrons à un endroit, et un seul à un autre. Donc j’en ai logiquement déduit
qu’un potentiel était en fait un « amas de charge », c’est-à-dire que la charge de mon électron solitaire
fait office de potentiel, et que les charges cumulées de mes dix autres électrons forment également un
potentiel (différent).
Mais du coup, je n’arrive pas à relier cette définition à celle de « l’énergie qu’il faut apporter pour
« déplacer » un Coulomb. »
D’un côté on parle d’un truc bien physique, des tas de particules chargées plus ou moins conséquents,
et de l’autre c’est une énergie à fournir pour un déplacement potentiel, donc qui n’est même pas en
train de se produire !
Y-a-t-il un lien physique que je ne comprends pas entre ces définitions, ou est-ce simplement que ces
définitions sont erronées ?
~~~~~~
Merci d’avance pour vos réponses !
Edité par Aarden 29 août 2015 à 0:14:12
Vael
(/fr/memb
res/vael27725)
(/fr/membres/vael27725)
29 août 2015 à 2:18:24
(peux tu nous indiquer ton niveau scolaire ? C'est plus facile si on le connait pour adapter la réponse
)
Aarden a écrit:
D’après ce que j’ai pu comprendre, le potentiel électrique, c’est l’énergie qu’il faut apporter pour
« déplacer » un Coulomb.
Hum pas vraiment. Mais ça va s’éclaircir dans la suite du message (enfin j’espère
)
Aarden a écrit:
Seulement, il faut bien une référence comme avec l’énergie potentielle non ? Parce que justement,
l’énergie nécessaire à ce déplacement varie logiquement en fonction de la distance à parcourir…
C’est-à-dire que si je suis ce raisonnement, un potentiel électrique en un point de l’espace n’est
pas fixe, il varie en fonction de la référence que l’on choisit.
Exactement !
Le potentiel électrique est définis à une constante près. Exactement de la même manière que le
potentielle gravitationnel. Dans le cas de la gravitation on prend par habitude le sol comme origine.
Mais si on creuse un puits (pour puiser de l'eau) à coté de l'origine que faire ? Soit on a une potentiel
gravitationnel négatif dans le puits, soit on redéfinis l'origine comme le fond du puits et par conséquent
un objet au sol n'a plus une énergie potentielle nul mais une énergie \(mgH (avec \(H la profondeur du
puits) ! Les deux solutions sont viable, elles n'entrainent aucuns problèmes.
Pourquoi ? Ce qui compte ce n'est pas la valeur du potentiel en un point mais la difference de potentiel
entre deux point (p1 et p2) de l'espace différent : la fameuse difference de potentielle.
Et que nous dis la difference de potentielle ? La difference de potentielle c'est en faite l’énergie gagné
par un objet qui irait d'un de ces 2 points à l'autre (énergie gagné dans un sens, perdu dans l'autre).
L'exemple concret avec la gravité : Une bille tombe d'un point p1 à la hauteur z1 à un point p2 à un la
hauteur z2 . Et bien la bille en tombant de p1 vers p2 gagne une énergie de
mgz1 − mgz2 = mg(z1 − z2 ) . Si on translate l'origine d'une hauteur a , alors p1 est en z1 + a et p2 en
z2 + a . Quel est l’énergie cinétique gagné par la bille ? mg(z1 + a) − mg(z2 + a) = mg(z1 − z2 ) ! Ça
ne dépendant pas de la hauteur de l'origine !
C'est exactement pareil pour le potentiel électrique !
Aarden a écrit:
Dans l’hypothèse où j’ai tout compris et que cette référence existe, un potentiel nul signifierait qu’il
faut 0 joules pour déplacer un Coulomb sur lui-même (c’est un peu tordu ^^), et que c’est
également la fameuse « arrivée » du déplacement du Coulomb…
Et donc que le potentiel initial va diminuer au fur et à mesure du parcours pour devenir nul quand
la particule aura parcouru le chemin auquel le potentiel initial faisait référence.
J’aimerais donc savoir si tout ce raisonnement est juste, ou si je me suis empêtré les neurones !
Donc non c'est pas juste
Le potentiel 0 existe, mais ne signifie rien. N'importe quel point de l'espace peut être pris comme
origine du potentiel et donc être de potentiel zero sans que ca modifie la difference de potentiel avec
les autres points de l'espace (cf mon exemple du dessus)
Aarden a écrit:
Je ne suis pas sûr également de comprendre comment un potentiel négatif peut exister. Ce
négatif est-il seulement la conséquence du signe de la charge que l’on veut potentiellement
déplacer ?
Donc comme dit précédemment un potentiel négatif peut exister, ce n'est pas un soucis !
Aarden a écrit:
EJ’ai appris que la différence de potentiel était en fait la différence de charges entre deux points,
comme par exemple une dizaine d’électrons à un endroit, et un seul à un autre. Donc j’en ai
logiquement déduit qu’un potentiel était en fait un « amas de charge », c’est-à-dire que la charge
de mon électron solitaire fait office de potentiel, et que les charges cumulées de mes dix autres
électrons forment également un potentiel (différent).
Mais du coup, je n’arrive pas à relier cette définition à celle de « l’énergie qu’il faut apporter pour
« déplacer » un Coulomb. »
D’un côté on parle d’un truc bien physique, des tas de particules chargées plus ou moins
conséquents, et de l’autre c’est une énergie à fournir pour un déplacement potentiel, donc qui
n’est même pas en train de se produire !
Y-a-t-il un lien physique que je ne comprends pas entre ces définitions, ou est-ce simplement que
ces définitions sont erronées ?
Commençons par clarifier ce : "l’énergie qu’il faut apporter pour « déplacer » un Coulomb." Ici tu
mélange l'unité du potentiel avec ce que c'est vraiment. (c'est comme si tu confondais l'unité de
mesure le "mètre" et la distance)
l'unité est le Volt. Le volt est définis par la relation suivant : c'est la difference de potentielle nécessaire
entre 2 points pour faire gagner 1J a une charge de 1C qui se déplacerait d'un point vers l'autre. Le
potentiel électrique se mesure en Volt. Donc si tu dis qu'en un point le potentiel vaut xVolt, ça veux
juste dire que si une particule de 1C par de se point et rejoint l'origine à 0V elle aura gagné xJ. Et si elle
va en un point ou le potentiel vaut yV elle aura gagné (x-y)J (gagné ou perdu en fonction du signe de
(x-y))
Et qu'est ce que le potentielle électrique ? grande question... Une manière de le décrire est de dire : les
objet possédant une charge électrique se déplace sous l'influence du potentiel électrique. De la même
manière que l'on peut dire : les objet possédant une masse se déplace sous l'influence du potentiel
gravitationnel.
Ce point éclairci, on peut attaquer l'autre point : celui des amas de charge !
Et la il y a une subtilité :
1) les charges sont influencé par le potentiel électrique.
2) le potentiel électrique est crée par les charges électriques !
Un beau serpent qui se mort la queue
(mais tu remarqueras que c'est pareil pour la gravité : c'est les
masses qui crée un potentiel gravitationnel qui agit sur ... les masses !)
Aarden
(/fr/memb
res/erydre
am)
(/fr/membres/erydream)
29 août 2015 à 12:27:07
Excellent merci !
Je comprends tout maintenant, j'avais d'autres questions, mais ton explication les a résolues, encore
merci !
(Sinon je vais entamer ma seconde année de Mesures Physiques en iUT ;))
Potentiel électrique en un point
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