Bonjour, aidez-moi svp
Problème : On considère un conducteur ayant la forme d'un parallélépipède rectangle d'épaisseur d, de largeur L et de longueur quelconque. Ses arêtes sont disposées suivant les directions des axes x'x, y'y et z'z comme cela est indiqué sur le croquis.
Les faces (1) et (2) sont connectées respectivement aux bornes (-) et (+) d'un générateur de courant continu. Le conducteur est traversé par un courant d'intensité i, dû au déplacement des électrons libres suivant la direction x'x. La vitesse des électrons est V.
1) Le conducteur est placé dans un champ magnétique uniforme ayant la direction et le sens z'z. Montrer qu'au début de l'installation du courant la face arrière (AR) doit se charger négativement, ce qui entraîne simultanément l'apparition de charge positive sur la face avant (AV).
Question 1)
Selon l'effet Hall, un conducteur en forme de ruban, parcouru par un courant i, est placé dans un champ magnétique qui lui est perpendiculaire. Les électrons en mouvement viennent s'accumuler le long d'une des faces verticales qui acquiert une charge positive, tandis que la face opposée acquiert une chargé négative.
C'est ça ?
vanoise, je n'ai pas bien compris le phénomène.
Les deux faces doivent être de charges opposées pourtant.
A l'application du champ magnétique de vecteur B, les électrons de conductions sont déviés par la force magnétique de Lorentz vers un bord du conducteur, ce qui génère une accumulation de charges négatives sur cette face. Le conducteur étant globalement électriquement neutre, cette accumulation de charges négatives génère sur la face opposée une accumulation de charges positives, d'où l'apparition d'un champ électrique de vecteur et d'une différence de potentiels entre les deux faces. Relis bien ton message du 06-05-24 à 05:13 : la face où s'accumulent les électrons se charge négativement et non positivement.
Question 2) :
On demande la direction et le sens de
• direction : orthogonal au plan (AV)
• Sens : potentiel décroissant
• Module :....
La justification, je connais pas. Notre professeur nous a juste dit que :
- Le champ électrique est toujours aux deux plaques ;
- Le champ électrique va toujours de la plaque + vers la plaque -
D'accord. Peut-être en plus un double schéma montrant les différents vecteurs utiles dans le cas du régime transitoire (très court) et dans le cas du régime permanent.
Maintenant, pour trouver son expression, je dois poser que les forces de Lorentz et électrique se compensent.
• force de Lorentz : F = qVB
• force électrique : F' = qE
En egalant ces deux expressions je trouve :
D'accord.
Question 3
Je sais qu'il y'a une tension entre les faces (AV) et (AR), mais je ne sais pas comment la justifier, ni comment trouver son expression.
Ou alors, pour la justification, il s'agit de dire le champ électrique suivant toujours le sens des potentiels décroissants, alors il existe une ddp entre les deux faces.
Les deux schémas ci-dessous sont des vues de dessus de la plaque conductrice (en jaune).
On suppose la circulation d'un courant continu d'intensité I et on applique à un instant donné un champ magnétique uniforme de vecteur . Les électrons de conduction, de vitesse sont alors soumis à une force magnétique de Lorentz ce qui les dévie vers le bord arrière de la plaque où ils s'accumulent. Le conducteur restant électriquement neutre, cela induit l'accumulation de charges positives sur le bord avant de la plaque. Cet accumulation de charges crée un champ électrique de Hall de vecteur . Les électrons de conductions sont donc soumis à une force électrique supplémentaire de vecteur .
Cette force électrique de Hall augmente d'intensité au fur et à mesure que l'accumulation d'électrons augmente jusqu'à l'obtention, au bout d'un temps en fait très court d'un régime permanent tel que la force électrique de Hall compense exactement à force magnétique de Lorentz. Les électrons ont à nouveau une trajectoire rectiligne initiale mais une tension électrique constante existent maintenant entre les deux bords de la plaque.
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