Sondes Hall

Les appareils pouvant être utilisés pour mesurer des champs magnétiques sont appelés sondes à effet Hall ou capteurs à effet Hall. Ils reposent sur ce que l'on appelle l'effet Hall, que le physicien américain Edwin Herbert Hall a pu développer pour la première fois en 1879. Cette découverte a été considérée comme une étape révolutionnaire dans le domaine de la recherche des propriétés électriques des métaux.

Définition de l'effet Hall?

Ce que l'on appelle l'effet Hall se produit lorsqu'un conducteur à l'intérieur duquel le courant électrique se déplace se trouve à proximité d'un champ magnétique. Cela crée une tension électrique perpendiculaire à la direction du flux de courant et du champ magnétique.
Cette tension Hall est calculé à partir de l'intensité du courant I, de la densité de flux magnétique B, de l'épaisseur de l'échantillon de semi-conducteur d et de la constante dite de Hall :



: c'est une constante matérielle qui s'exprime en mètres cubes par coulomb. Elle dérive de l'intensité du champ électrique E_y, de la densité du courant électrique j_x et de la densité du flux magnétique:



Les électrons sont déviés par la force de Lorentz, provoquant un excès d'électrons d'un côté du conducteur et une pénurie d'électrons de l'autre côté. Cette séparation de charge crée un champ électrique (tension Hall) qui fonctionne contre la force de Lorentz et peut même le compenser. La tension Hall résultante change immédiatement en fonction des changements du courant et du champ magnétique.

L'effet Hall est absolument nécessaire pour comprendre le fonctionnement des sondes Hall.

Comment fonctionnent les sondes Hall?

Lors de la construction de sondes Hall, on utilise principalement des couches semi-conductrices minces et cristallines avec quatre électrodes. Le courant est alimenté par deux électrodes opposées. Les électrodes qui se trouvent orthogonales mesurent la tension de Hall.

Pour l'application de la sonde Hall qui transporte le courant, un champ magnétique lui est introduit perpendiculairement. La tension de Hall peut désormais être mesurée et sera proportionnelle à la force du champ magnétique et du courant (mobilité des porteurs de charge). Le champ magnétique peut également être mesuré en fonction de la force actuelle. Au contraire, la sonde Hall peut également mesurer le courant. Si le champ magnétique est généré par un conducteur transportant du courant (par exemple une bobine), l'intensité du courant peut être déterminée sans potentiel.

Quelles applications sont possibles avec les sondes Hall?

En plus de mesurer la densité et le courant du flux magnétique, les sondes Hall sont également utilisées dans d'autres domaines, tels que:

  • Emetteurs de signaux sans contact
  • Caméras à champ magnétique
  • Détermination de l'épaisseur des couches
  • Industrie automobile (boucle de ceinture, système de fermeture de porte, boîte de vitesses, etc.)
  • Détection de la position des aimants permanents en mouvement


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