Hall Constant
Coefficient de Hall – une variable thermophysique mesurée
Si un conducteur porteur de courant se trouve dans un champ magnétique, la force de Lorentz agit sur les porteurs de charge perpendiculairement à la direction du courant et du champ magnétique. La séparation des charges qui en résulte est appelée effet Hall et se traduit par une tension de Hall mesurable.
Ce phénomène est proportionnel au coefficient de Hall et à l’intensité du champ magnétique. Le coefficient de Hall et son signe dépendent à leur tour de la densité et du type de porteurs de charge.
Dans un semi-conducteur dopé, des électrons chargés négativement ou des « trous » chargés positivement, c’est-à-dire des électrons manquants, peuvent être à l’origine d’un flux de courant.
Dans un conducteur électrique conventionnel tel que le cuivre, seuls les électrons circulent.
Mesure du coefficient de Hall
Le coefficient de Hall peut être mesuré si la densité du flux magnétique de l’aimant utilisé est connue, en déterminant l’épaisseur du conducteur, la tension de Hall et l’intensité du courant.
L’effet décrit ci-dessus permet une mesure précise et sans contact des champs magnétiques. Cependant, en utilisant un aimant permanent dont la densité du flux magnétique est connue, toute une série d’autres paramètres peuvent être déterminés.
Application pratique du coefficient de Hall
C’est le cas, par exemple, dans l’industrie automobile, où de nombreux capteurs sont utilisés, notamment pour mesurer la vitesse, le niveau ou le couple. Grâce à la mesure sans contact, les capteurs à effet Hall sont peu sensibles aux influences extérieures et donc résistants à l’usure.
L’effet Hall permet de déterminer des champs magnétiques très intenses, tels que ceux utilisés dans l’imagerie par résonance magnétique (IRM).
Présence du coefficient de Hall dans la pratique
Le coefficient de Hall est utilisé dans de nombreuses applications technologiques :
- Appareils électroniques : il est utilisé pour déterminer les champs magnétiques dans les appareils mobiles tels que les smartphones et les tablettes.
- Capteurs industriels : Dans la technologie de l’automatisation, ils contribuent à la détection précise de la position.
- Technologie spatiale : La mesure des champs magnétiques dans les satellites et les engins spatiaux est essentielle pour la navigation et la recherche.
- Instruments scientifiques : Les instituts de recherche utilisent l’effet Hall pour étudier les propriétés magnétiques des matériaux.
Ces diverses applications montrent comment le coefficient et l’effet Hall permettent de résoudre des problèmes de métrologie complexes dans un grand nombre de disciplines.
