Conducteur (physique)
- Pour les articles homonymes, voir Conducteur. Image manquante
Logo_Begriffsklärung.png
En physique, le contraire d'un conducteur est un isolant.
| Sommaire |
Électricité
Généralités
En électricité, un conducteur est un matériau qui contient des porteurs de charge électrique mobiles.
Lorsque ce conducteur n'est soumis à aucun champ électrique ou, plus généralement, dans la situation décrite par la théorie de l'électrostatique, les porteurs de charge sont animés d'un mouvement aléatoire, ce qui fait qu'on n'observe aucun courant électrique.
Lorsqu'on lui applique un champ électrique, le mouvement des porteurs de charges devient partiellement ordonné, ce qui fait qu'on observe un courant électrique.
Par extension, un conducteur est un composant électrique ou électronique de faible résistance, servant à véhiculer le courant d'un point à un autre.
On parle aussi de conducteur pour désigner les objets suivants : fil électrique, câble, piste, barre, strap, cordon.
Matériaux
- Parmi les matériaux conducteurs, on peut citer les métaux, les électrolytes (ou solutions ioniques) et les plasmas.
(* Il faut également noter que certains solides non métalliques sont conducteurs (par exemple le graphite). ... le graphite est bien un métal (carbone)...
- Le conducteur parfait n'existe pas. Il s'agit en général d'un conducteur ohmique.
- Un cas particulier de conducteur est constitué par les supraconducteurs, des conducteurs dont la résistance devient strictement nulle dans certaines conditions.
- En dessous d'une certaine température dite «température critique» certains matériaux deviennent des supraconducteurs. Il est notable que ces matériaux ne sont pas forcément bons conducteurs à température normale
- Actuellement, la température critique la plus élevée est 138 K, soit -135°C.
Thermique
Un conducteur thermique est un matériau ayant une conductivité thermique élevée.
Les conducteurs thermiques sont utilisés pour propager la chaleur, notamment dans les radiateurs, soit pour l'évacuer et éviter un échauffement du système (par exemple en électronique), soit pour chauffer l'environnement (confort domestique).
Les meilleurs conducteurs thermiques sont les métaux.
Rapport entre conduction thermique et conduction électrique
Un bon conducteur électrique est également un bon conducteur thermique (cas des métaux), un bon isolant électrique est également un bon isolant thermique.
Ceci vient du fait que les deux phénomènes font intervenir les phonons, les « paquets d'onde » de vibration du matériau. Pour simplifier, disons que les atomes du matériau vibrent entre eux, et que ces vibrations sont concentrées en paquets, comme des grumeaux qui se déplacent.
Le phénomène de résistance électrique est dû au freinage des électron par par les phonons. Le phénomène de conduction thermique consiste à créer des phonons et en leur déplacement, puisque la température d'un solide représente son énergie de vibration.
Il est donc logique que les deux soient liés.