L'électricité passe-t-elle du négatif au positif ou vice versa?

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Il est de notoriété publique que les électrons passent du négatif au positif, mais j'ai remarqué que la direction du courant est souvent ignorée. Par exemple, la résistance est souvent placée APRÈS la LED, ou la diode est placée dans le sens inverse. Pourquoi le sens d'écoulement est-il souvent ignoré en électronique?

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Mettre la résistance avant ou après la LED n'a rien à voir avec la direction dans laquelle les électrons ou le courant circulent.

— Olin Lathrop

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Et la direction du courant n'est JAMAIS ignorée, simplement elle est généralement considérée comme l'opposé du flux d'électrons.

— clabacchio

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Prise sans vergogne! (Par coïncidence, j'ai également répondu à votre question sur les résistances )

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

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Dans quelle direction le vide s'écoule-t-il dans un tuyau d'aspirateur?

— supercat

"L'électricité" en tant que phrase ressemble beaucoup à la "mécanique"; c'est un domaine de la physique. La physique ne coule nulle part. Mais on pourrait dire qu'un courant électrique circule.

— ntoskrnl

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Les électrons ont une charge négative. Le courant est de Coulombs par seconde. Les coulombs sont positifs, donc un coulomb se déplaçant dans une direction est en fait provoqué par des électrons se déplaçant dans l'autre direction en méta.

Lorsque nous discutons du courant, nous discutons du flux de particules de charge positive. Si le flux de courant est en fait constitué de particules négatives circulant dans la direction opposée, cela ne fait aucune différence, c'est-à-dire deux négatifs qui s'annulent. C'est juste un cas de mathématiques et de convention de signe.

La seule fois où vous prêtez attention aux porteurs réels est dans quelque chose comme un semi-conducteur où vous devez savoir ce qui se passe lorsque vous voyagez à partir de porteurs d'électrons dans la bande de conduction "trous" dans la bande de porteurs. Les trous sont des porteurs de charge positifs, mais c'est parce que nous comptons l'absence d'électrons que le courant réel est toujours composé de nombreux électrons qui dérivent lentement.

Le courant est-il toujours des électrons?

En fait, si vous modélisez des systèmes électriques dans le corps, vous constaterez que vous pouvez modéliser avec précision un neurone à l' aide d'un réseau de transistors et autres. Une grande partie du courant concerne des ions comme le potassium. Cela signifie que vous avez vraiment des articles à mouvement positif. Il est toujours dessiné sous forme de schéma car peu importe le support de charge tant que votre schéma modélise bien les propriétés électriques.

L'électron déplace-t-il la puissance?

Souvent, les gens pensent que votre pouvoir que vous envoyez est l'électron. En réalité, vous envoyez des signaux électromagnétiques. Vous pouvez ralentir la vitesse de votre signal (c'est-à-dire la puissance) se propageant sur une longue paire de fils (l'un le signal et l'autre le retour du signal) en changeant le diélectrique entre eux. Cela signifie que deux fils de cuivre non blindés juste assis dans l'espace verront leur signal se déplacer près de la vitesse de la lumière. Votre câble coaxial parcourra probablement très près des deux tiers de la vitesse de la lumière. Les électrons qui dérivent sont fonction du champ électrique qui est présent. Si vous deviez mesurer la vitesse à laquelle les électrons dérivent, vous le trouveriez de l'ordre de quelques mètres par seconde.

— Kortuk
source

Comme on m'a appris, les électrons voyagent à la vitesse de la lumière; mais, pour former le courant, le mouvement effectif est la dérivation de ces électrons, bien que plus rapide car le signal n'est pas envoyé par l'électron voyageant à travers le fil mais par un signal électromagnétique provoquant la dérive de tous les électrons ensemble. Plus ou moins.

— clabacchio

@clabacchio C'est plus ou moins correct. La vitesse du signal électromagnétique descendant le fil est de l'ordre de 40 à 90% la vitesse de la lumière. Mais la vitesse à laquelle les électrons se déplacent, appelée vitesse de dérive, est d'environ plusieurs millimètres par seconde.

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@clabacchio, les électrons ne se déplacent pas à la vitesse de la lumière, mais comme le dit David, cela correspond à peu près. Ils ont une vitesse de dérive nette, mais ils sont une particule dans un embouteillage.

— Kortuk

@Kortuk J'avoue mon ignorance à ce sujet, mais je ne sais pas comment cette vitesse est mesurée, car pour le principe de Heisemberg vous ne pouvez pas observer un électron sans interférer avec lui.

— clabacchio

@clabacchio, Heisenberg principal déclare que vous ne pouvez pas connaître à la fois la position et la vitesse avec un certain niveau de précision. Il ne dit pas que vous ne pouvez pas mesurer les deux, juste qu'il y aura une certaine inexactitude. Les électrons commencent à accélérer et interagissent normalement avec les autres atomes du métal. En physique des appareils, vous calculez souvent le chemin libre moyen . Cela conduit à déterminer la vitesse de dérive . J'espère que cela aide certains.

— Kortuk

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Comme vous l'avez noté, les gens ne le savent souvent pas et s'en moquent. Heureusement, pour 99% des gens, cela n'a pas d'importance. La convention est qu'elle passe de + à -, et il est utile pour tous les ingénieurs de s'en tenir à cette convention simplement pour faciliter la conversation avec d'autres ingénieurs.

Les seules personnes qui comptent vraiment sont soit les personnes qui conçoivent des puces (pas celles qui conçoivent AVEC des puces), et certains physiciens. Certaines personnes croient que c'est vraiment important, mais ce sont généralement des ivrognes pédants lors de fêtes entre amis que personne ne veut fréquenter.

Pour mémoire, la résistance de limitation de courant souvent trouvée à côté d'une LED peut aller de chaque côté de la LED sans aucun effet néfaste.

+1 pour la résistance de limitation de courant, je la mets toujours au-dessus de ma LED en fonction de l'endroit où je l'ai placée, j'oublie que certains trouvent que c'est une exigence. Je voudrais noter, je pense que le point principal ici est qu'un milliard d'électrons aurait une valeur négative dans les coulombs, cela signifie que lorsque le courant circule, vous définissez dans quelle direction il se déplace. si vous savez que votre opérateur est chargé négativement, vous dites qu'il va de - à +.

— Kortuk

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La seule raison pour laquelle la direction actuelle n'est pas prise en compte dans des scénarios comme celui-ci est qu'elle n'a pas vraiment d'importance dans ces scénarios.

Il n'y a pas de courant tant que le circuit n'est pas terminé et que le circuit n'est pas terminé tant que vous n'avez pas connecté la LED et la résistance. Une fois ceux-ci connectés en série, peu importe qui suit dans le circuit puisque le but de la résistance est de limiter le courant dans le circuit et celui-ci dépend de la somme des résistances de la LED et de la résistance (et d'autres paramètres qui ne sont pas modifiés lorsque vous échangez la résistance et la LED, je les ignore donc dans cette réponse) et cette somme ne dépend pas du fait que la résistance soit après la LED ou avant .

Alors oui, peut-être idéologiquement, il serait préférable de les connecter dans un ordre spécifique afin que le courant "n'atteigne pas directement la LED, mais uniquement à travers la résistance", mais pratiquement cela ne fait aucune différence. Et croyez-moi, dans les cas où cela fait une différence (comme la super haute tension qui fait que l'isolation se brise si la résistance se produit un peu plus bas que nécessaire), personne ne néglige les choses qui semblent mineures. Et non, je n'ai aucune idée si la direction du courant compte beaucoup dans les scénarios haute tension.

— acéré
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Puis-je laisser tomber une théorie pédante de mes études universitaires? :)

Comme les autres gars l'ont souligné, le courant qui passe d'un «plus» à un «moins» n'est qu'une façon conventionnelle de représenter les phénomènes. Cela est dû au fait que les électrons ont par définition une charge négative, et probablement ce fait lui-même est une convention qui préfère donner un signe positif aux protons qui sont au cœur de l'atome. Ensuite, traiter des valeurs négatives (qui proviennent d'une charge négative bla bla bla) c'est ennuyeux, d'où la décision de considérer le courant comme opposé au mouvement des électrons.

Une histoire de potentiels et de champs

Un autre point de vue est que, toujours à cause du porteur de charge négatif, le potentiel électrique (qui définit les tensions) est négatif là où il y a plus d'électrons, donc il est positif là où les électrons sont moins, et vous vous attendez à ce que le courant passe du un potentiel plus élevé vers le bas, comme les objets qui tombent.

Cela n'a aucune influence sur l'ordre des composants dans la même branche d'un circuit, car le courant (pour le principe des champs conservateurs et bla bla bla) est le même dans toute la branche. Pour une analyse plus approfondie, voir ceci . Considérez-le comme un tuyau avec de l'eau sous pression: peu importe (théoriquement) si une turbine est avant ou après un goulot d'étranglement, car ce dernier aura en tout cas une influence sur la quantité d'eau qui coule dans le tuyau.

La diode

La diode est encore simple à comprendre ce qu'elle fait (essentiellement le courant circule dans une direction et non dans l'autre; des choses opposées pour les électrons) et plus compliquée à comprendre pourquoi elle fait de cette façon.

des trous

Et à propos des "trous", ils sont utilisés parce qu'en physique des semi-conducteurs, et plus encore lorsque l'on travaille avec des semi-conducteurs dopés, il y a des matériaux (ou mieux, des matériaux dopés) qui ont moins d'électrons dans la bande de valence, et qui prennent des électrons à des endroits proches dans la bande de conduction, créant le courant. Mais c'est beaucoup plus facile si l'on parle de trous se déplaçant dans la bande de conduction

— clabacchio
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