Conducteur

En physique, un conducteur est un matériau permettant des échanges d'énergie entre deux dispositifs, par opposition à un isolant.



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Électrostatique - Transfert thermique

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Définitions :

  • Qui conduit; Qui conduit la chaleur ou l'électricité; Matériau plus ou moins propres à transmettre la chaleur ou l'électricité; Pièce... (source : fr.wiktionary)
  • Caractéristique géophysique par laquelle un courant électrique peut être généré par une charge électrique ou un champ électromagnétique. (source : virginia.qc)
  • matériau nu ou isolé qui sert au transport du courant électrique (18). (source : admin)

En physique, un conducteur est un matériau permettant des échanges d'énergie entre deux dispositifs, par opposition à un isolant. On peut distinguer conducteurs électriques et les conducteurs thermiques.

Électricité

Article détaillé : Conductivité électrique.

Général

En électricité, un conducteur est un matériau qui contient des porteurs de charge électrique mobiles.

Quand ce conducteur n'est soumis à aucun champ électrique ou, d'une façon plus générale, 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, on dit que le conducteur est en équilibre électrostatique (voir conducteur en équilibre électrostatique).

Quand 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, permettant de 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

(Également, certains solides non métalliques sont conducteurs (par exemple le graphite).

Thermique

Article détaillé : Conduction thermique.

Un conducteur thermique est un matériau ayant une conductivité thermique élevée.

Les meilleurs conducteurs thermiques sont les métaux et certains fluides.

Rapport entre conduction thermique et conduction électrique

Un bon conducteur électrique est fréquemment aussi un bon conducteur thermique (cas des métaux), et un bon isolant électrique est aussi fréquemment 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 électrons par les phonons. Le phénomène de conduction thermique consiste en la création de phonons et en leur déplacement, puisque la température d'un solide représente son énergie de vibration.

Il est par conséquent logique que les deux soient liés.

Cependant on observe que le diamant, qui est un isolant électrique, est aussi un bon conducteur thermique. Ceci s'explique par le fait que la conductivité thermique est dictée par une série d'interactions entre d'une part les interactions électrons-phonons dans le cas des conducteurs électriques mais également les interactions phonons-phonons. Le diamant conduit bien la chaleur parce que ces éléments constitutifs (le carbone) sont des atomes particulièrement légers et , qui de par leurs fortes interactions, transmettent bien les vibrations à travers tout le réseau.

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