Chimie : charge d'un condensateur

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Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar Xavier série S le Dim 18 Fév 2018 13:07

Bonjour,

J'aurais une question liant à la fois chimie et électricité.
Quand on parle de charge d'un condensateur, on nous dit que les charges - (resp. +) du générateur se dirigent vers la plaque '+' (resp. '-') du condensateur par différence de potentiel.
Je peux comprendre cela au niveau physique mais au niveau chimique, je me demande pourquoi la plaque '+' reçoit ces électrons car cette plaque est neutre au départ et les atomes la constituant ne sont pas forcément capables d'accueillir des électrons sur leur dernière couche ?
On nous a toujours donné des exemples avec une pile pour laquelle je comprends parfaitement le phénomène au niveau chimique mais quand on y associe un condensateur, je bloque.

Pourriez-vous m'expliquer pourquoi les atomes deun des 2 plaques sont censés accepter les électrons au niveau chimique, SVP ?
Xavier série S
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(16) le Lun 26 Fév 2018 21:49

Bonjour,

Effectivement un condensateur ne fonctionne pas comme une pile (oxydo-réduction).

Lorsqu'on parle de charge+, c'est que globalement des électrons on quitter un atome d'une armature du condensateur qui se retrouve être un ion positif (c'est le générateur qui crée cette opération). Ces électrons (libres du coût) sont "envoyé" par le générateur de l'autre côté du circuit sur l'autre armature qui se retrouve alors en excès d'électrons on parle de charge-.
Ainsi le condensateur de trouve chargé en électrons d'un côté et en déficit d'électrons de l'autre côté.

Voilà. Bonne soirée.
SoS(16)
 
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Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar Xavier le Ven 2 Mar 2018 18:36

Bonjour,

Merci pour votre réponse que j'aimerais éclaircir SVP.

1/. Dans un premier temps, vous dites que des électrons ont quitté l'armature du condensateur la plus proche des ions positifs du générateur pour les rejoindre.
Je comprends globalement que les '-' soient attirés par les '+' mais pourquoi dans ce cas ? En effet, ici on a un équilibre parfait des '+' et '-' au niveau de l'armature qui est neutre alors pourquoi les électrons de cette plaque partiraient vers le '+' du générateur alors qu'ils sont déjà liés avec des charges positives au niveau du condensateur ?

2/. Ensuite, vous m'indiquez que ces électrons sont envoyés par le générateur de l'autre côté du circuit pour charger négativement l'autre armature du condensateur.
Il me semblait que rien ne pouvait circuler entre les bornes d'un générateur ? Je me trompe ou bien il y a un autre phénomène chimique qui m'est inconnu aujourd'hui pour arriver à ce résultat ?

3/. Comment sont 'envoyés' ces électrons (borne '-' du générateur vers l'armature neutre du condensateur) ? L'armature étant neutre, les '-' et les '+' s'équilibrent donc il n'y a aucune raison pour que les électrons de la borne'-' du générateur veuillent rencontrer des charges positives qui ont déjà un électron chacune, non ?

Merci.
Xavier
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(1) le Ven 2 Mar 2018 20:20

Bonjour,

Le générateur impose à des électrons de partir de sa borne -. Les électrons vont aussi loin qu'ils le peuvent, ce qui charge l'armature initialement neutre du condensateur en une armature négative. L'autre armature du condensateur (métallique aussi, donc contenant des électrons libres) est proche de l'armature négative. Les électrons vont alors être repoussée par l'armature négative, laissant alors un excédant de charge positive sur cette armature.
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Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar Xavier le Ven 2 Mar 2018 23:58

Merci pour votre réponse qui, malheureusement, ne m'éclaire pas plus que çà.
J'ai tenté de faire une demande structurée qui semblait demander une réponse à chacune de mes questions mais votre réponse globale rend ce phénomène particulièrement abscons à mes yeux.
Je vais donc en rester à ce qu'on nous demande au lycée sans trop chercher comment tout fonctionne car ça semble bien compliqué au final... de toutes façons, aucun autre élève ne se pose ce genre de questions dans ma classe.
Merci quand même pour votre effort de réponse.
Xavier
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar seb le Sam 3 Mar 2018 12:11

C'est vrai, c'est une bonne question que je ne m'étais pas posé !
Mais comment le générateur envoie des électrons 'aussi loin qu'il peut' sachant que le circuit n'est pas fermé du fait de la présence du diélectrique entre les armatures du condensateur ?
Pour moi, les électrons ne devraient circuler que s'il y a une tension ? Ici, c'est comme si on avait un fil relié entre la borne - du générateur et une plaque neutre comme le dit Xavier. Rien ne devrait circuler ???
seb
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar nadia le Sam 3 Mar 2018 12:15

comment on peut avoir une interaction entre les armatures ? Y'a pas un isolant entre les 2 qui empêche toute interaction ?
nadia
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar allan le Sam 3 Mar 2018 15:42

Personnellement, j'avais cru que les premiers électrons provenaient d'une des armatures du condensateur pour se diriger vers le + du générateur.
Il y avait alors un petit déficit de charge - sur cette armature qui permettait à son homologue connectée à la borne - du générateur de se charger négativement, repoussant aussi le reste d'électrons de l'armature qui va devenir +.
J'ai tout compris de travers à en croire les explications vues ici. :o((
allan
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(1) le Dim 4 Mar 2018 10:56

Il y a bien un isolant entre les 2 armatures, mais il s'agit d'un isolant empêchant des charges électriques de passer d'une armature à l'autre. Cela n'empêche pas l'interaction électrostatique d'avoir lieu.

Oui, vous avez un peu compris certaines choses de travers, mais si vous revenez davantage vers un droit chemin et que nous avons pu y contribué, alors c'est ce qui importe maintenant.
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Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar seb le Dim 4 Mar 2018 18:29

OK pour l'isolant mais ça ne répond pas à la question de savoir comment les électrons sont envoyés aussi loin que possible à partir de la borne '-' sur un circuit ouvert (car isolant entre les armatures).
Ça signifie qu'en branchant simplement un fil sur la borne '-' d'une pile on a du courant qui passe parce qu'elle envoie ses électrons aussi loin que possible ???
C'est la plaque à son extrémité qui permet çà ? Si oui, comment ça s'explique physiquement ?
seb
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(1) le Dim 4 Mar 2018 18:51

Non. En branchant un fil sur la borne - d'une pile électrochimique, les électrons ne bougeront pas, car pour qu'un électron parte de la borne -, il faut q'un électron puisse arriver à la borne +.
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Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar Visiteur le Dim 4 Mar 2018 19:13

SoS(1) a écrit:Bonjour,

Le générateur impose à des électrons de partir de sa borne -. Les électrons vont aussi loin qu'ils le peuvent, ce qui charge l'armature initialement neutre du condensateur en une armature négative. L'autre armature du condensateur (métallique aussi, donc contenant des électrons libres) est proche de l'armature négative. Les électrons vont alors être repoussée par l'armature négative, laissant alors un excédant de charge positive sur cette armature.


Pourtant, si je reprends la réponse ci-dessus, on comprend que la borne '-' envoie les électrons aussi loin que possible (jusqu'à l'armature) alors que le circuit n'est pas fermé (isolant entre les armatures).

Comment donc sont envoyés ces électrons ?
Qu'est-ce qui les pousse à bouger initialement alors qu'aucun électron n'est arrivé à la borne '+' ?

Vous le dites vous-mêmes, "pour qu'un électron parte de la borne -, il faut q'un électron puisse arriver à la borne +" ???
Visiteur
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(1) le Dim 4 Mar 2018 19:38

Si un fil relie la borne - à une plaque métallique située en face d'une autre plaque métallique reliée à la borne +, et que les deux plaques sont suffisamment proches pour que les électrons libres de l'armatures puissent être repoussés par la charge moins de l'armature reliée à la borne -, alors pour lorsque les électrons partent de la borne -, d'autres arrivent à la borne +. Si les deux plaques métallique sont trop éloignés, rien ne se passe.
Quand des électrons peuvent partir de la borne - et qu'ils (ou d'autres) peuvent arriver à la borne +, c'est la force électromotrice de la pile (donnée intrinsèque à la pile) qui force se déplacement à se faire.
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Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar seb le Dim 4 Mar 2018 22:36

Le problème que j'ai dans la compréhension de votre explication réside dans le séquencement des actions.
Vous dites, à ce que j'en ai compris, que le générateur commence par envoyer des électrons qui chargent la plaque reliée à la borne - ce qui décharge la plaque en face et envoie ainsi des électrons vers la borne +.
Tout semble donc commencer par l'envoi d'électrons par la borne - qui ne peut être OK que par la réception préalable d'électrons par la borne + d'après ce que vous dites (aucun électron ne peut quitter la borne - tant qu'aucun électron n'arrive par la borne +).

Pouvez-vous indiquer clairement l'ordre des actions car, là, j'ai l'impression que tout part d'envoi d'électrons par la borne - (ce qui est impossible sans réception d'électron par la borne +)... je commence à être un peu comme xavier à ne plus rien comprendre.
Merci d'éclaircir tout çà car je pense qu'on est pas mal à être paumés sur ce point.
seb
 

Re: Chimie : charge d'un condensateur

Messagepar SoS(1) le Dim 4 Mar 2018 23:27

Comme il s'agit d'un forum géré par les enseignants, évitez les termes trop familiers (perdus au lieu de paumés).

Chronologiquement, l'oxydation et la réduction se passent en même temps. La différence de potentielle aux bornes de la pile permet un déplacement d'ensemble des électrons libres des conducteurs.
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