Comment se fait la transmission d’un signal électrique à travers un fil ?
1. Différence de potentiel électrique (tension) :
- Un signal électrique est essentiellement un flux de charge électrique entraîné par une différence de potentiel électrique (tension) entre deux points d'un circuit.
2. Source de tension :
- Le signal électrique provient d'une source de tension, telle qu'une batterie ou une alimentation électrique, qui crée une différence de potentiel à ses bornes.
3. Circuit fermé :
- Pour que le signal électrique soit transmis, il doit y avoir un circuit complet – un chemin conducteur qui relie la source de tension au dispositif de réception et revient à la source de tension. Le fil sert de chemin conducteur.
4. Mouvement des électrons :
- Lorsque le circuit est fermé, la source de tension établit un champ électrique le long du fil.
- Dans un fil métallique, tel que le cuivre, les électrons les plus externes des atomes métalliques sont liés de manière relativement lâche et peuvent se déplacer librement dans le matériau.
- Ces électrons libres, communément appelés électrons de conduction, subissent une force due au champ électrique et commencent à se déplacer dans une direction particulière.
5. Flux d'électrons :
- Le mouvement des électrons de conduction constitue un courant électrique.
- Les électrons circulent à travers le fil depuis le point de potentiel électrique le plus élevé (borne positive) vers le point de potentiel inférieur (borne négative).
6. Collision et dérive :
- Lorsque les électrons se déplacent dans le fil, ils rencontrent des atomes et d'autres électrons présents dans le matériau. Ces collisions amènent les électrons à changer de direction et de vitesse.
- Malgré ces collisions, il se produit une nette dérive des électrons dans la direction du champ électrique, entraînant la transmission du signal électrique.
7. Propagation du signal :
- Le signal électrique se propage le long du fil à une vitesse finie, appelée vitesse de propagation, qui dépend des propriétés matérielles du fil et des caractéristiques électriques du circuit.
- Dans la plupart des scénarios pratiques, la vitesse de propagation est proche de la vitesse de la lumière.
8. Appareil de réception :
- Le signal électrique atteint le dispositif de réception à l'autre extrémité du fil.
- L'appareil (par exemple, une ampoule, un haut-parleur ou un processeur) convertit le signal électrique en une forme utilisable, telle que de la lumière, du son ou des données traitées.
En résumé, la transmission d’un signal électrique à travers un fil implique le mouvement d’électrons de conduction d’un point de potentiel électrique plus élevé vers un point de potentiel plus faible le long d’un chemin conducteur. Le flux d’électrons crée un courant électrique et le signal se propage dans le fil à une vitesse finie.