Comprendre la conduction électrique


Objectif : Identifier les matériaux conducteurs de l'électricité des matériaux non conducteurs.



1. La conduction électrique dans les solides

Tous les solides conduisent-ils le courant électrique ?

Expérience : Réalisons le montage électrique suivant :


1. Vérifions que le matériel fonctionne
    Lorsque nous mettons en contact le fil A avec le fil B, la lampe doit s'allumer.
2. Testons les matériaux
    Nous plaçons chaque matériau à tester entre le point A et le point B. Si la lampe s'allume, alors le matériau est conducteur de l'électricité.


Matériau à tester le matériau est
conducteur
le matériau n'est
pas conducteur
sucre (glucose)
cuivre
sel (chlorure de sodium)
sulfate de cuivre solide
fer
zinc
PVC
aluminium




A quelle famille appartiennent les matériaux solides conducteur de l'électricité ?



Fiche de synthèse






2. La conduction électrique dans les solutions aqueuses

Toutes les solutions aqueuses conduisent-elles le courant électrique ?

Expérience : Réalisons le montage électrique suivant :


Doc.2. Test de la conduction électrique d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre.


Le courant électrique arrive par une électrode et repart par l'autre. Il traverse donc la solution que nous testons.
l'ampèremètre permet de mesurer les courants très faibles lorsqu'ils sont insuffisants pour allumer la lampe. Les électrodes sont en graphite.
Doc.3. Schéma électrique


Dans le bécher, nous testons successivement la conduction électrique des solutions suivantes :

Solution à tester la solution est
conductrice
la solution est très
faiblement conductrice
ou non conductrice
eau distillée
eau du robinet
eau sucrée (glucose ou saccharose)
eau salée (chlorure de sodium)
eau + sulfate de cuivre




Si nous sommes un peu observateur, et que nous laissons le test se prolonger quelques minutes, nous remarquons alors des choses étranges !
  • Quelle est l'odeur qui se dégage lorsque nous testons l'eau salée ?
  • Que découvrons nous sur une des électrodes lorsque nous testons le sulfate de cuivre aqueux ?

je veux savoir !


Je peux refaire l'expérience à la maison avec une pile plate de 4,5 Volt, un peu de fil électrique de récupération, un verre d'eau salée, et deux mines de crayon pour faire les électrodes (on peut aussi récupérer les tiges de graphite se trouvant dans les piles plates ou rondes usagées. Pour les connexions je peux maintenir les fils en place avec des pinces à linges.




3. D'où provient la conduction dans les solides et les liquides ?

3.a conduction dans les métaux :


La conduction du courant électrique dans les métaux
s’interprète par un déplacement d’électrons.


Le sens de circulation des électrons dans le métal
est l'inverse du sens conventionnel du courant électrique.



3.b conduction dans les solutions ioniques :



La conduction du courant électrique dans les solutions
s’interprète par un déplacement d’ions :
Les ions + sont attirés par l'électrode -
Les ions - sont attirés par l'électrode +


En absence d'ions dans une solution,
il ne peut y avoir de courant électrique.


Activité documentaire sur l’histoire de l’électron.
Recherche documentaire : définition historique du sens de circulation du courant électrique dans un circuit.