Sushi a écrit :On arrête pas de nous rabattre que la tension est une différence de potentiel, c'est bien joli mais qu'est ce qu'un potentiel ? un nombre plus ou moins important d'électrons ? Autre chose ?
Puisque tu veux l'origine du potentiel autant être le plus correcte possible.
Revenons aux fondamentaux. De notre connaissance de l'Univers, il existe 4 interactions fondamentales :
- l'interaction forte, qui est (notamment) à l'origine de la stabilité des noyaux atomiques.
- l'interaction faible, qui est à l'origine d'échange d'énergie entre les particules sub-atomiques (leur faisant changer de nature, par exemple)
- l'interaction gravitationnelle, qui tire son origine de la masse des particules
- l'interaction électromagnétique, qui tire son origine de la charge des particules.
Quand on parle d'interaction, on assimile cela à une force qui contraint un objet à se déplacer de plus en plus vite (il accélère). La porté de ces forces est probablement infinie mais leur intensité/amplitude décroit avec la distance plus ou moins rapidement. D'ailleurs on appelle "champ d'une force" l'espace où celle-ci va s'appliquer (cela permet de prédire son intensité/amplitude en tout point de l'espace).
Concernant l'interaction électromagnétique, elle est (pour ce qui nous intéresse) la manifestation des forces échangées entre protons (ayant la charge positive élémentaire, par convention) et électrons (ayant la charge négative élémentaire, par convention) qui ont exactement la même valeur scalaire 1,6.10^(-19) Coulomb (pour être clair, +5 et -5 ont la même valeur scalaire par exemple).
Les atomes sont neutres électriquement parce qu'ils possèdent autant de protons que d'électrons. Dans un atome, les électrons sont répartis en plusieurs couches. Une couche peut-être vue comme une orbite autour du noyau : plus l'électron va vite, plus son orbite sera éloignée du noyau. Les observations ont montré que les couches électroniques avaient un nombre maximum d'électrons. Autrement dit, une fois le nombre maximum d'électrons atteint, les électrons supplémentaires auront une orbite plus éloignée, ils seront placés dans une nouvelle couche. Étant plus éloignés, ils subissent d'autant moins l'attirance des protons. De fait, ils leur faut juste un peu d'énergie pour se libérer de l'atome et cette énergie est apportée par les photons (Note que je simplifie à l'extrême en ne t'expliquant pas les lois de répartitions des électrons dans les couches et les lois sur le passage d'un électron d'une couche à l'autre, lesquelles expliquent notamment les ionisations des atomes).
Donc en gros les atomes possèdent des électrons qui sont facilement arrachables et des électrons qui ne bougeront pas. On parle d'électrons libres dans le premier cas et ce sont eux qui permettent le courant électrique. En effet, une fois ces électrons arrachés de l'atome, d'autres vont prendre le relais pour équilibrer les charges à l'intérieur des atomes et ainsi de suite. C'est ainsi que de proche en proche les électrons se déplacent.
Au final, le potentiel électrique détermine, pour un point donné de l'espace, l'énergie nécessaire pour qu'un paquet d'électrons se déplace jusqu'à ce point.
La Tension est la différence de potentiel entre deux points de l'espace, autrement dit c'est
le travail nécessaire pour faire bouger une certaine quantité de charges d'un point A à un point B.
Le travail en physique est égal à de l'énergie consommée (Force multipliée par une distance). Soit des Joules. Il en découle qu'une tension c'est du travail divisé par une quantité de charges et par le temps mis pour effectuer ce travail. Soit des Watt par Ampère, qu'on appelle des Volts. Il en découle que la puissance d'un circuit est égale au produit de la tension et de l'intensité (Donc P=U.I).
La tension peut se voir aussi comme le nombre des électrons qui vont réussir à circuler malgré la résistance des atomes à se faire arracher des électrons. La fameuse U=R.I (La Résistance est donc simplement due à l'interaction des protons avec les électrons et aussi aux pertes d'énergie sous forme de chaleur dû aux frottements).
Pour aller plus loin :Il en découle que P = R.I² donc Watt = Ohm.Ampère² = ?.A²
Or 1 Joule = 1 Newton fois 1 mètre = 1N.m (L'énergie consommée est égale à la force appliquée multipliée par la distance parcourue)
1N = kg.m/s²
1 Watt = 1 Joule divisé par 1 seconde = (kg.m/s²).m/s = kg.m²/s³
Donc ?.A² = kg.m²/s³
Donc les Volts sont égaux à J/s/A = N.m/s/A = kg.m²/s³/A
Ceci n'est pas aberrant puisque les électrons ont aussi une masse...
1 Coulomb est égal à la quantité d'électricité traversant une section d'un conducteur parcouru par un courant d'intensité de 1 ampère pendant 1 seconde, soit A.s
Enfin, d'après les unités, le travail est assimilable au produit d'une force et d'une vitesse : T = F.v
Pour revenir à l'exemple de Bongo :Le potentiel électrique est V
L'énergie potentiel électrique est q *V (1 Coulomb multiplié par 1 Volt fait bien un Joule)
Cette énergie (qui n'est pour l'instant que potentielle) pourra devenir cinétique si elle passe d'un potentiel de V2 à V1.
Analogie avec la chute d'un corps entre h1 et h2. Sauf que là ça serait plutôt le travail pour élever le corps de h2 à h1.
L'énergie dépensée est donc E = q.(V2-V1)
Pour aller encore plus loin :Dans le cas de la supraconductivité, la mécanique quantique est obligatoire pour décrire le phénomène qui annule en quelque sorte le champs magnétique des protons. Mais pour résumer, il faut que les protons ne se déplacent plus, qu'ils ne vibrent plus.
