Ce défi est clos. La question était la suivante.
Un fil électrique métallique, de section 
mm
, comporte 
électrons de conduction par m
. Si le fil est traversé par un courant électrique continu d’intensité 
A, quelle est la vitesse moyenne 
des électrons dans le fil ?
Réponse du défi
L’intensité du courant électrique est un débit de charges, donc une quantité de charges qui traversent une section de conducteur par unité de temps
Les notations utilisées ont été ajoutées dans l’énoncé ci-dessus. On suppose que le conducteur est rectiligne, et que les électrons ont un mouvement unidimensionnel selon l’axe du conducteur.
Pendant un intervalle de temps 
, les électrons qui ont le temps d’atteindre 
pendant sont ceux contenus dans le cylindre de base et de hauteur 
. Il y en a donc 
, ce qui représente une charge (en valeur absolue) 
avec 
C la charge élémentaire. On en déduit alors l’expression du courant I
La bonne réponse était donc 0,1 mm/s.
Résultats des votants
| Réponse à la question | Part des votes exprimés |
|---|---|
| plus de 1 m/s | 34 % |
| 1 m/s | 5 % |
| 1 cm/s | 7 % |
| 0,1 mm/s | 31 % |
| 1 μm/s | 5 % |
| moins de 1 μm/s | 15 % |
La bonne réponse représente environ un tiers des votants. Nous nous attendions bien évidemment à un grand nombre de réponses pour plus 1 m/s ; un bon tiers persuadé que les électrons vont très vite dans les fils a répondu plus de 1 m/s. Il reste un tiers d’indécis sur la question !
Pour ceux qui pensent que les électrons vont vite dans les fils (près de 40 %), je suggère de penser à l’eau du robinet : quand on ouvre le robinet, l’eau coule tout de suite, alors qu’elle va doucement et n’a bien entendu pas eu le temps de faire le trajet depuis le château d’eau ! C’est la même chose pour les électrons, par exemple lorsqu’on appuie sur un interrupteur pour allumer la lumière : l’ébranlement se fait de proche en proche, et nul besoin d’attendre que les électrons arrivent à l’ampoule pour qu’elle s’allume…
RSS 2.0