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Concept
Capteur à effet Hall
Résumé
Un capteur à effet Hall permet de mesurer une variation de champ magnétique. En général on les appelle effet Hall lorsqu'une électronique interne au capteur le rend plus performant en amplifiant ou traitant le signal avant transmission, limitant ainsi les risques de perturbations d'environnement. Ce sont donc des capteurs actifs, nom donné à la catégorie de ceux avec traitement du signal (autant analogique que numérique). Ces actifs ont toujours trois broches minimum. Ce n'est pas un signe distinctif, mais si une tresse de masse protège la liaison et qu'elle est reliée à une broche, ce n'est pas un actif (ils sont très souvent sans tresse de masse).
Ils peuvent donc servir par exemple à fabriquer un teslamètre.
Dans la mesure où un courant électrique engendre un champ magnétique, on se sert aussi d'un capteur à effet Hall particulier pour mesurer l'intensité d'un courant électrique, capteur appelé capteur de courant à effet Hall.
Basé sur la découverte de l'effet Hall par Edwin H. Hall en 1879, c'est une conséquence de la loi de la force de Lorentz, qui stipule que lorsqu'une charge q se déplaçant à la vitesse v est sollicitée par un champ d'induction magnétique B, elle est soumise à une force F, perpendiculaire au champ électrique E, exprimée selon l'équation suivante:
Le dispositif à effet Hall est plat, mince et rectangulaire. Il est constitué d'un conducteur ou semi-conducteur. Deux paires d'électrodes sont placées de part et d'autre de ses côtés comme illustré.
Un champ électrique est appliqué le long de l'axe . Quand un champ magnétique est appliqué perpendiculairement à la surface du dispositif, les charges libres parcourant l'axe , seront déviées vers l'axe de tension de Hall ou . Comme le courant ne peut pas circuler dans l'axe , cela va provoquer une accumulation de la charge le long de l'axe qui permettra de créer un champ électrique qui produit une force modifiant la trajectoire des charges en créant une composante de courant sur l'axe :
où est la vitesse moyenne de dérive des électrons (ou porteurs majoritaires).
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