Champ électrique et permittivité relative de l'eau

Calcul d'une densité surfacique de charge

Le problème exposé dans ce sujet a été résolu.

Bonjour.

Commençons par remplacer l’eau par un bloc de cuivre, conducteur. On a donc deux condensateurs en série avec du verre de 1 mm d’épaisseur comme isolant. Et appliquons une tension de 2000 volts. 1000 volts donc sur chaque condensateur donc. Quelle est la charge? On va prendre 6 pour la permittivité relative du verre. Donc. Q=C.U et C= epsilon r . epsilon 0 . surface / épaisseur. On secoue un peu..... Et çà donne: 0.005 Coulomb. Il me semble donc. Sauf erreur de calcul de ma part. Que dans le m³ d’eau, il y a bien assez de charges électriques. H+ et OH-, solvatées. Pour se comporter comme un "conducteur". Merci de me donner votre avis.....Il m’intéresse

Dylan

Alors quelque piste de réflexions :

Dans un conducteur métallique standard on a un peu près une charge conductrice par atome. Donc 1 mole d’électron conducteur/mole d’atome , cad pour du cuivre $3 \times 10^5 \text{ mole/l}$ (a comparer au 10-7 de l’eau … !)

On voit que l’eau n’a pas le même nombre de porteurs de charge qu’un conducteur. Mais ça ne veut pas dire que ça ne peut pas avoir le comportement d’un conducteur ! En effet si on fait un calcul en imaginant que toute les charges de l’eau vont sur une armature on voit que l’eau peut compenser un champ assez grand par effet "conducteur".

Du coup je pense qu’il faut se poser la question de qu’elle est réellement la possibilité pour que toute les charges se de placent sur une armature :

  • L’effet de polarisation est un phénomène très rapide alors que le déplacement des charges libres, spécialement dans un liquide ne l’est pas (de l’ordre du mm/s pour des champs typique de condensateur)! Ça veut dire que quand on applique un champ électrique à l’eau c’est d’abord la compensation diélectrique qui va avoir lieu. La très grande valeur de $\chi_{eau}$ implique que le champ perçu par les charges libre est très faible (80 fois plus faible que le champs extérieur) elles n’auront pas grand chose à compenser !

  • Ensuite est-il vraiment possible de mettre toutes les charges sur une armature ? N’y a-t-il pas des potentiels chimique (cad potentiels électromagnétique locaux) qui l’en empêche ?

Ensuite est-il vraiment possible de mettre toutes les charges sur une armature ? N’y a-t-il pas des potentiels chimique (cad potentiels électromagnétique locaux) qui l’en empêche ?

Évidement. On est pas dans le cas de métaux qui ont des électrons à donner facilement, on parle de molécules dans lequel tout les électrons sont occupés. D’ailleurs, je voudrait remettre le doigt sur un truc qui vient de me frapper: dans les métaux, les charges libres sont les électrons. Dans l’eau, les charges libres, en plus d’être beaucoup moins, sont des $\ce{H+}$, donc des protons, particules plus grosse et donc la diffusion est beaucoup (!) plus lente (même si le mécanisme de diffusion est assez marrant, et beaucoup plus efficaces que pour d’autres ions). Pour comparaison, voir l’article Wikipédia sur la mobilité de l’électron, avec des vitesses 5 à 6 ordres de magnitudes plus grandes que celles du proton dans l’eau.

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Bonjour. Je n’ai pas encore eu le temps d’assimiler les informations de la page sur les phénomènes de polarisation et tout le reste. Je reprends donc depuis le debut..... On a deux électrodes en cuivre de 1 m2. Distante de 1 m dans le vide. Et on a fait passer des electrons de la première vers la seconde. En leur appliquant une tesion. 1volt par exemple. On sait calculer combien d’electrons sont passés. Quelles sont les forces en présence ? Dans les électrodes les charges de même signe se repoussent et donc entre électrodes elles s’attirent. Et on a donc l’équilibre qui s’établit. Je pense que les électrons ne doivent pas rester "immobiles" et que de temps en temps, il y en a qui doivent franchir le mètre entre les deux électrodes Puis, électrodes toujours branchées sur 1 volt, on remplit l’espace avec de la matière. Et le nombre de charges augmentent. (Electrons donc et atomes où il manque un electon). Si c’est du verre, par exemple, la charge est multipliée par 6. Et si c’est de l’eau, elle est multipliée par 80. Y a-t-il d’autres matières qui ont une valeur aussi élevée que l’eau?

Merci si vous répondez

Dylan

On a deux électrodes en cuivre de 1 m2. Distante de 1 m dans le vide. Et on a fait passer des electrons de la première vers la seconde.

Je pense que les électrons que tu vas amener sur l’une des plaques de cuivre ne pourront pas passer de la première à la deuxième plaque. Le vide est un très mauvais conducteur électrique, en comparaison avec le cuivre par exemple.

Si tu pousse très fort la différence de tension, tu finis avec une diode. Mais bon, on est pas dans cette approximation là, surtout pour des plaques séparées d’un mètre (la remarque s’adresse plus à Dylan que Xalty).

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