Quel est le véritable sens du courant électrique ?
Le courant circule-t-il de la borne positive à la borne négative ou en sens inverse, soit de la borne négative à la borne positive. Je sais que par sens conventionnel on dit de la borne positive à la borne négative, mais, en réalité quel est son sens ?
Sens du courant électrique :
Considérons un circuit simple sans dérivation ne comportant qu'un seul générateur et uniquement des conducteurs métalliques.
Le sens positif "conventionnel" du courant électrique est celui qui, à l'extérieur du générateur (ou de la pile) va du pole positif vers le pole négatif. Il ne s'agit que d'une convention.
Le sens de déplacement des électrons est, dans les mêmes conditions, le sens inverse. C'est peut-être ce que le correspondant recherche et appelle le sens "véritable" du courant électrique.
La notion de sens "véritable" du courant électrique est un peu discutable. L'intensité du courant électrique a un signe purement conventionnel. Ce qui a un sens physique, c'est la grandeur vectorielle "densité de courant électrique" proportionnelle au produit de la charge des porteurs par leur vitesse.
Le sens des courants, ainsi que la notion de borne positive et borne négative, sont purement conventionnels. Si on décide que les résistances électriques sont des quantités positives, la relation entre la tension (ou la différence de potentiel), écrite sous la forme U = RI suppose que le sens du courant est de la borne positive (celle qui a le plus grand potentiel) vers la borne négative.
Il y a deux sortes de charges, certaines s'attirent, on dit alors qu'elles sont "de signe contraire" et d'autres se repoussent, on dit qu'elles sont "de même signe".
En particulier, à l'intérieur d'un fil électrique il y a des charges qui ne peuvent pas bouger, et d'autres, les électrons, qui sont mobiles. Les charges immobiles dans le fil et les électrons sont de signe contraire, ce qui veut tout simplement dire qu'ils s'attirent.
Historiquement, le choix des signes + et - pour les charges électriques n'a pas été heureux: il a été fait au hasard, à une époque où on ne savait pas bien ce qui se passait et les électrons ont hérité du signe négatif. On aurait pu faire aussi bien le choix inverse, et les choses auraient été plus simples à expliquer.
Revenons à la question:
Le sens positif pour le courant correspond à des charges positives qui se déplaceraient de la borne + vers la borne -, mais manque de chance, dans la réalité, ce sont des électrons qui vont de la borne - à la borne +
Les électrons ont donc des charges négatives, et se déplacent dans le sens contraire à celui du courant. Mais le "sens du courant" correspond uniquement à une convention qui permet de faire des calculs simples utilisant l'algèbre, et on ne doit pas changer la convention d'un jour à l'autre. On continuera donc à dire que le courant est dans un sens, quand les électrons vont dans l'autre.
La force électrostatique F=qE, avec des vecteurs sur F et E.
Pour une charge négative ,comme les électrons, la force sera opposée à E donc les électrons auront une trajectoire en sens opposée à E (assimiler le fil électrique à une droite)
Dans le circuit électrique la borne + représente le potentiel électrique positif et - le potentiel négatif.
V le potentiel est croissant de - vers +
Le champ E est au contraire dirigé de + a - parce que E=-gradV ou plus simplement le champ électrique E varie "au contraire de V"
Donc les électrons voyageront de - a + comme nous l'avons dit au début en parlant de la force électrostatique.
Ceci est dans le sens opposé au sens conventionnel dont on parle.
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