Électricité et magnétisme

Courant électrique

Observez le courant continu via un modèle d'électrons en dérive dans un fil. Vérifiez $I = \Delta Q/\Delta t$ et les rôles de la section et de la densité de porteurs dans $I = neAv_d$ .

Collège

⚠ Simulation virtuelle ; pour mesurer un courant réel, branchez l'ampèremètre en série et jamais aux bornes d'une source de tension — risque de court-circuit.

Matériel

Fil métallique virtuel avec des points d'électrons libres en mouvement
Curseur de courant (1–8)
Curseurs de section relative et de densité de porteurs
Curseur de temps et compteur de charge

Protocole

Suivre la dérive des électrons et le courant conventionnel
Lancez la simulation : les points bleus (électrons) dérivent dans un sens tandis que la flèche rouge — courant conventionnel — pointe en sens inverse. Les électrons montrent une agitation thermique plus une dérive faible ; le courant conventionnel va du pôle positif vers le pôle négatif.
Compter la charge en fonction du temps
Réglez une valeur de courant puis déplacez le curseur de temps : la charge accumulée croît proportionnellement, $Q = It$ . Lisez le compteur à deux instants et vérifiez que $I = \Delta Q/\Delta t$ reste constant pour un courant stable.
Modifier la section et la densité de porteurs
Fixez I et augmentez la section A : à courant égal, la vitesse de dérive doit baisser selon $v_d = I/(neA)$ . Modifiez aussi la densité n. Prédisez si les électrons dérivent plus vite ou plus lentement dans un fil plus fin, puis observez.

Simulation

Histoire de l’expérience

En 1800, Alessandro Volta construisit la pile voltaïque, fournissant pour la première fois un courant continu. André-Marie Ampère fonda l'électrodynamique en 1820–1826, définissant le sens conventionnel du courant et mesurant les interactions entre fils parcourus par un courant — l'ampère porte son nom. En 1876–1883, les mesures d'effet Hall d'Edwin Hall montrèrent que les porteurs dans les métaux sont négatifs ; la découverte de l'électron par J.J. Thomson en 1897 identifia le porteur réel. Paul Drude modélisa en 1900 la conduction par l'image de dérive

I = neAv_d

Physiciens associés

Georg Simon Ohm James Clerk Maxwell Joseph John Thomson

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