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L'effet Hall

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Manipulons la figure...

L'animation montre les différents paramètres influant sur l'effet Hall

Pour comprendre l'action combinée d'un champ électrique et d'un champ magnétique perpendiculaires sur le mouvement d'une particule chargée, visiter d'abord cette page. On peut y voir que les lignes de champ et les lignes de courant ne sont pas colinéaires : les particules ne circulent pas parallèlement au champ électrique, mais leur vitesse fait avec celui-ci un angle, appelé angle de Hall.

Lorsque la largeur du conducteur est limitée, il se produit un "effet de bord" : les particules chargées, ne pouvant sortir du conducteur, s'accumulent à sa surface, provoquant un champ électrique interne (champ de Hall), qui finit par contrarier l'effet du champ magnétique. Les particules reprennent alors une vitesse colinéaire au champ électrique, la même qu'en absence de champ magnétique. Simultanément, il apparaît une tension électrique, appelée tension de Hall, proportionnelle au champ magnétique, et perpendiculaire aux deux champs. C'est "l'effet Hall", utilisé pour mesurer le champ magnétique.

L'animation montre cette mise en situation. En réalité, le régime transitoire est très rapide, et l'établissement de la tension de Hall est "instantanée", autorisant des variations de champ magnétique de grande fréquence.

Observer les directions et sens des différents champs mis en jeu (utiliser la vue 3D). Manipuler les différents paramètres de la figure, pour voir leur influence :

  • le champ magnétique
  • l'intensité du courant
  • le signe des porteurs de charge
  • les dimensions de l'échantillon

Pour une plus grande sensibilité, il faut prendre un échantillon de faible épaisseur (en forme de ruban).