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Viscosité électrique et résistance négative

le  1 mars à 17:28 #
Salut à tous,

Des électrons qui remontent le milieu résistif (résistance négative), ça vous intéresse ? L'article du MIT office news du 22 février 2016 est ici: How to make electrons behave like a liquid, by David L. Chandler

Des physiciens ont montré que sous certaines conditions le courant électrique pouvait se comporter comme un fluide et former des vortex. Certains électrons de ces vortex « remontent le courant », autrement dit le matériau a une résistance négative en ces points.

Cette viscosité du courant électrique était prévue par la théorie, mais aucune méthode expérimentale n’avait jusqu’alors permis de la mettre en évidence. Contrairement à ce qu’il est possible de faire avec un fluide, il est en effet impossible d’ajouter des particules visibles ou des colorants à un courant électrique. En utilisant une bande de graphène, les chercheurs ont observé que la tension aux bords de la bande était parfois négative par rapport à celle du milieu, là où s’écoule le « courant principal ». Les chercheurs ont interprété ce résultat comme la manifestation des tourbillons prévus par la théorie.

Le graphène est de plus en plus utilisé. D’après A. Geim, un spécialiste du domaine : « Un ingénieur en électronique ne peut pas vraiment utiliser un matériau sans comprendre ses propriétés électroniques. Que les électrons se déplacent comme des balles ou créent des tourbillons comme s’ils nageaient dans de la mélasse, cela fait une différence énorme. »



Nous voyons ci-dessus que des électrons "remontent" le sens normal du courant

La résistance électrique est un concept simple: Plutôt que le frottement ralentissant un objet roulant sur une surface, la résistance ralentit le flux d'électrons à travers un matériau conducteur. Mais deux physiciens ont maintenant découvert que les électrons peuvent parfois coopérer pour transformer la résistance sur sa tête, produisant des tourbillons et un écoulement vers l'arrière du courant électrique.
La prédiction de la «résistance négative» n'est que l'un des effets de type fluide contre-intuitifs et bizarres rencontrés dans certaines circonstances exotiques, impliquant des systèmes de particules fortement en interaction dans une feuille de graphène, une forme bidimensionnelle de carbone. Les résultats sont décrits dans un article publié aujourd'hui dans la revue Nature Physics, par le professeur de physique du MIT Leonid Levitov et Gregory Falkovich, professeur à l'Institut israélien de science Weizmann.

Les électrons dans le graphène se déplacent d'une manière soigneusement coordonnée, ressemblant de beaucoup au mouvement des fluides visqueux à travers un tube où ils sont fortement affectés par la turbulence et les tourbillons. Ceci est dû aux interactions qui produisent une réponse de champ à courte portée, tout à fait différente du comportement simple «individualiste» attendu dans des circonstances ordinaires, lorsque les électrons se déplacent en lignes droites comme des fléchettes rebondissant parmi les ions, comme décrit selon la loi d'Ohm, disent les chercheurs.
La notion de viscosité électronique avait déjà été suggérée en théorie, mais il s'était révélé difficile à tester parce que personne n'avait trouvé un moyen d'observer directement de tels phénomènes. Maintenant, Levitov et Falkovich disent qu'ils ont trouvé un ensemble de signes qui peuvent servir d'indicateur de ces effets collectifs dans les flux d'électrons. "

Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  1 mars à 21:22 #
Bonsoir
Une résistance négative cela existe c'est un dispositif dont la caractéristique courant tension à une pente négative(i.e la tension diminue alors que le courant augmente) par exemple un tube de flash au moment de la décharge.Cela se fabrique aussi simplement avec quelques composants électroniques usuels.
Je ne suis pas sur que le terme soit bien choisi ici.
JR
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  1 mars à 22:15 #
la manifestation d'une resistance negative devrait se traduire par
non pas un frein au passage d'un debit de charges
mais une incitation à en faire passer de plus en plus
Donc un comportement en Générateur plutot que recepteur

un générateur est un objet qui "globalement" est equivalent à une resistance negative
mais dont chacun des constituants est quand-même doté d'une resistance interne
(sauf si ces elements etaient supraconducteurs)
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  2 mars à 16:41 #
@Jiherve et @Karthésius

Il s'agit alors d'un débit négatif ? Peut-être cet aspect aura-t-il des applications..
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  2 mars à 22:09 #
debit negatif ?
si cela est le fait d'un "imagé" effet tourbillon, ça devrait etre tres localisé
comment rendre compte d'un tel effet sur une distance assez longue afin de pouvoir appeler ça un courant electrique ?
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  2 mars à 22:49 #
Peut-être que l'intérêt (si j'en observe l'image) est que les électrons sont mis en route par une énergie mécanique, indépendamment de la charge + ou - et qu'ils se remplacent mutuellement de façon instantanée (?).
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  3 mars à 02:58 #
Ah la brindille qui remonte le long de la rive!
on utilise l'equation de Navier-Stockes pour l'étude des propriétés électronique des matériaux

http://www.zpm.fer.hr/~pina/Preprints/p10ecmi.pdf
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  3 mars à 07:26 #

le  2-03-2017 à 22:49, @soliris :
Peut-être que l'intérêt (si j'en observe l'image) est que les électrons sont mis en route par une énergie mécanique, indépendamment de la charge + ou - et qu'ils se remplacent mutuellement de façon instantanée (?).

possible en effet
mais de là à pouvoir exploiter cet effet !! Il y a un monde
Il faut (comme pour les tourbillon de rivière) beaucoup de debit principal pour induire des mouvements inverses minuscules (par rapport)
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  3 mars à 08:36 #

le  3-03-2017 à 02:58, @rokag3 :
Ah la brindille qui remonte le long de la rive!
on utilise l'equation de Navier-Stockes pour l'étude des propriétés électronique des matériaux

http://www.zpm.fer.hr/~pina/Preprints/p10ecmi.pdf


Whoops ! Tu peux lire les mathématiques de ce pdf.. et l'appliquer pour le sujet dont nous parlons ?
Incroyable !

Au fait, quelles sont les déductions que tu en tires, justement..
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  3 mars à 21:31 #

le  3-03-2017 à 08:36, @soliris :

le  3-03-2017 à 02:58, @rokag3 :
Ah la brindille qui remonte le long de la rive!
on utilise l'equation de Navier-Stockes pour l'étude des propriétés électronique des matériaux

http://www.zpm.fer.hr/~pina/Preprints/p10ecmi.pdf


Whoops ! Tu peux lire les mathématiques de ce pdf.. et l'appliquer pour le sujet dont nous parlons ?
Incroyable !

Au fait, quelles sont les déductions que tu en tires, justement..


OOPS désolé je me suis trompé d'adresse la bonne c'est https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01215469/document

celle que tu cites est une recherche intermédiaire , rassure toi je ne suis pas un génie et mon niveau en math est ce que je qualifierai de lamentable! probablement inférieur au tien qui apprend alors que j'ai passé une bonne quarantaine d"année à désapprendre


Non je ne peux pas lire les mathématiques de ce pdf

Pour comprendre comment je fonctionne: si l'on parle de viscosité je pense Poisson si l'on parle d'un courant qui s'inverse je pense aux vortex qui permettent de bloquer les pertes de gaz en bout de pales dans un réacteur en restant dans des contraintes mécanique convenable qui sont dans la même famille que les vortexs qui se créent le long des courts d'eau et cela m'amène à Navier-Stockes .

Se pourrait il que les semi conducteurs soient en fait des structures qui réagissent différemment en fonction de la tension comme les bords d'une rivière. On ne peut pas penser que cela se produise au niveau atomique par contre on peut imaginer que les résonance électromagnétique aient un effet directe sur la facilité de "l'écoulement" des électrons et dans ce cas la géométrie des conducteurs et les propriétés des cavités deviennent déterminantes pour les semi conducteurs mais aussi pour les supra conducteurs à "haute" température .
J'ai donc cherché semi conducteur et Navier-Stockes et j'ai trouvé un maximum de travaux .

Je ne peux pas m'empêcher de penser que les développements de plus en plus sophistiqués des prolongements de la Magnétohydrodynamique nous permettrons des découvertes extraordinaire
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  6 mars à 20:34 #

le  1-03-2017 à 21:22, @Jiherve :
Bonsoir
Une résistance négative cela existe c'est un dispositif dont la caractéristique courant tension à une pente négative(i.e la tension diminue alors que le courant augmente) par exemple un tube de flash au moment de la décharge.Cela se fabrique aussi simplement avec quelques composants électroniques usuels.
Je ne suis pas sur que le terme soit bien choisi ici.
JR


Exactement : on peut par exemple réaliser une résistance négative avec un amplificateur opérationnel. Une utilisation possible de ce dispositif est par exemple de réaliser un oscillateur LC avec une résistance nulle, donc l'équivalent électrique de l'oscillateur "sans frottements". Mais avant que tu ne t'imagines des choses, Soliris, sache que l'énergie est conservée dans ce type de montage, car si la résistance négative redonne de l'énergie à l'oscillateur, cette énergie vient de l'alimentation de l'ampli op (voit ça un peu comme le système d'entretien des oscillations d'une vieille horloge à balancier, ce système donne en permanence de l'énergie au balancier, mais cette énergie est l'énergie potentielle de pesanteur des poids qui descendent progressivement... et qu'il faudra bien remonter un jour !).

On faisait ce genre de truc jadis, au lycée, mais ça c'était avant. Maintenant on ne fait plus du tout d'électricité ou d'électronique, alors que c'était fun ET utile...

Un petit lien pour la route : clique ici
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  6 mars à 21:46 #
excellent travail didactique sur les amplificateur opérationnel.



(Modifié par rokag3 le 06-03-2017 à 21:49)
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  7 mars à 15:25 #

le  6-03-2017 à 20:34, @Kweeky :

Mais avant que tu ne t'imagines des choses, Soliris, sache que l'énergie est conservée dans ce type de montage...



Dommage ! Pourtant Rokag3, lui, voit plein de choses arriver :

Je ne peux pas m'empêcher de penser que les développements de plus en plus sophistiqués des prolongements de la Magnétohydrodynamique nous permettrons des découvertes extraordinaires


Depuis mes propres investigations en analyse dimensionnelle, plus trop besoin d'imaginer ; juste suivre un chemin intuitif qui mène de découverte (mignonne) en découverte (encore plus mignonne).

L'autre jour, j'étudie la loi de Poiseuille sur les pertes de charge (pression, énergie) dans un tuyau d'eau, loi qui lie le débit Q au différentiel de pression, en passant par la viscosité "êta" .. de cette manière:



Et là je m'aperçois par analyse dim. que le débit volumique Qvol = Q²(pres.Sec²) / Q(visq) .. !

Oui, tu as bien lu: [la viscosité "êta". la longueur] devient un débit Q(visq)
Mais comment interpréter ce résultat ? En me disant qu'un de ces "débits" remonte en sens inverse ? Alors je me pose la question: cela existe-t-il en électricité -magnétisme ? Et je tape : "viscosité électrique", d'où le sujet que nous développons aujourd'hui, où, comme par hasard, l'on voit des charges qui remontent le courant .



(Modifié par soliris le 09-03-2017 à 15:22)
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  7 mars à 16:22 #

Dommage ! Pourtant Rokag3, lui, voit plein de choses arriver :

Je ne peux pas m'empêcher de penser que les développements de plus en plus sophistiqués des prolongements de la Magnétohydrodynamique nous permettrons des découvertes extraordinaires


C'est le sujet des études à savoir la compréhension dans le détail de l'influence de la géométrie en 3 d de la matière sur le passage du courant qui offre des perspectives de découvertes extraordinaire !

d'où le sujet que nous développons aujourd'hui, où, comme par hasard, l'on voit des charges qui remontent le courant .

Sans doute comme les brindilles le long de la rivière mais tu as tout de même remarqué que STATISTIQUEMENT il y a plus d'eau qui descend que d'eau qui remonte:
tu ne peux pas avoir la certitude que tel "paquet d'eau" vas ne faire que descendre lais tu peux avoir la certitude qu'une majorité de paquets vont descendre!

(Modifié par rokag3 le 07-03-2017 à 16:27)
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  8 mars à 13:28 #
Très intéressante la vidéo sur l'ampli op. Merci Rokag !
Re: Viscosité électrique et résistance négative
le  8 mars à 15:05 #

le  8-03-2017 à 13:28, @Kweeky :
Très intéressante la vidéo sur l'ampli op. Merci Rokag !


Oui, je ne pensais pas que la physique couvrait une telle étendue de connaissances, et était si documentée (par ceux aussi qui apportent les infos ici, bien entendu).

(Modifié par soliris le 12-03-2017 à 16:49)




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