Chapitre 17 • Magnétostatique
Lorsqu’on place le dispositif dans un champ magnétique uniforme
#–
B horizontal, le
barreau ne tombe plus à condition d’ajuster avec précision l’intensité I du courant qui le
traverse à une valeur I 0 . Expliquer.
Donner la direction et le sens de
#–
B par rapport au schéma.
Exprimer la relation entre la valeur du champ magnétique B, la valeur I o , m, L et
l’intensité g de la pesanteur.
Application numérique : calculer B pour m = 1,0 g ; L = 10 cm ; I 0 = 5,0 A ;
g ≈ 10 N·kg
–1 .
17.11 Effet Hall dans un métal simple
On fait une mesure du champ de Hall sur un barreau parallélépipédique de cristal
d’argent.
On se place dans un repère cartésien (Ox, Oy, Oz) dont les axes sont parallèles aux côtés
du parallélépipède.
Pour un vecteur densité de courant
#–
j orienté selon la direction et le sens de Ox, et pour
un champ magnétique uniforme
#–
B dirigé selon la direction et le sens de Oz, on mesure
un champ de Hall
#–
E H .
a) Sachant que, lors de l’effet Hall, naît un champ électrique
#–
E H dont les conséquences
sont de compenser la force de Lorentz, expliciter l’effet Hall en précisant la direction
de
#–
E H .
b) Calculer le nombre n d’électrons « libres » par unité de volume, en fonction de E H ,
B et j respectivement normes de
#–
E H ,
#–
B et
#–
j .
c) Calculer le nombre n a d’atomes d’argent par unité de volume, en fonction du nombre
d’Avogadro N A , de la masse molaire atomique M de l’argent et de la masse volumique r de l’argent.
Que peut-on déduire de la comparaison de n et n a ?
A.N. : E H = 0,33 mV · m
–1 ; j = 1,5 · 10
7 A · m
–2 ; B = 0,25 T ; M = 108 g · mol
–1 ;
r = 10,5 g · cm
–3 .
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 362 — #372
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