QCM : Introduction aux conducteurs et isolants — 16 questions

Explication

Un conducteur permet le déplacement libre des charges sous l’action d’un champ, ce qui rend possible un courant électrique. L’option sur l’immobilité décrit plutôt un isolant.

Explication

Dans un isolant, les charges ne sont pas libres de se déplacer, donc le champ appliqué ne produit pratiquement pas de courant. Les autres propositions ne correspondent pas à la définition donnée.

Explication

Un conducteur parfait est un modèle idéal où la résistance au courant est nulle. C’est précisément ce qui le distingue d’un conducteur réel.

Explication

La relation indiquée est $R=\rho L/S$, donc la résistance augmente avec la longueur et diminue quand la section augmente. La résistivité $\rho$ est une propriété intrinsèque du matériau.

Explication

La rigidité électrique correspond au seuil de champ à partir duquel l’isolant se rompt de façon irréversible. Au-delà, il y a avalanche et destruction chimique du matériau.

Explication

Les courants de fuite sont attribués à des imperfections structurelles ou à des impuretés, ce qui fait dévier le comportement idéal. Un isolant parfait n’existe pas en pratique.

Explication

À l’équilibre, les charges libres ne bougent plus parce que le champ interne s’annule. Si le champ n’était pas nul, les charges seraient mises en mouvement.

Explication

À l’équilibre, les charges libres se retrouvent sur la surface du conducteur. L’intérieur ne contient pas de champ électrostatique et les charges ne peuvent pas y rester réparties librement.

Explication

L’intensité moyenne est définie par $I_{\text{moy}}=\Delta Q/\Delta t$. Elle mesure la charge transportée par unité de temps.

Explication

La densité de courant moyenne est donnée par $\overline{j}=I/S$, donc elle exprime un courant rapporté à une surface. Son unité est celle d’une densité surfacique de courant, en A/m².

Explication

Quand le courant est homogène et la surface perpendiculaire au courant, la densité de courant moyenne est simplement le courant par unité de surface : j = I/S. Les autres propositions inversent ou déforment cette relation.

Explication

L’intensité moyenne est définie comme la charge transportée par unité de temps, donc I = ΔQ/Δt. Cette définition relie directement l’intensité à la variation de charge sur l’intervalle considéré.

Explication

La densité locale décrit la répartition du courant point par point lorsque le courant varie sur la section. Elle sert précisément à traiter les cas où la formule homogène j = I/S n’est plus suffisante.

Explication

Quand la densité de courant varie et que l’orientation de la surface intervient, l’intensité s’obtient par le flux I = ∬S j·dS⃗. Les autres expressions concernent la densité homogène, la loi d’Ohm locale ou la résistance.

Explication

La mobilité μ est définie pour rendre la vitesse de dérive proportionnelle au champ électrique : v⃗d = μE⃗. La conductivité σ intervient plutôt dans la loi d’Ohm locale, pas dans cette relation cinématique.

Explication

Sans champ, les porteurs conservent un mouvement microscopique désordonné, mais leur vitesse moyenne est nulle. La dérive n’apparaît qu’en présence d’un champ électrique appliqué.