Courant de déplacement

Résumé

En électromagnétisme, le courant de déplacement est un terme introduit par Maxwell pour étendre aux régimes variables dans le temps le théorème d'Ampère valide en magnétostatique. Vers 1865, Maxwell a réalisé une synthèse harmonieuse des diverses lois expérimentales découvertes par ses prédécesseurs (lois de l'électrostatique, du magnétisme, de l'induction…). Mais cette synthèse n'a été possible que parce que Maxwell a su dépasser les travaux de ses devanciers, en introduisant dans une équation un « chaînon manquant », appelé le courant de déplacement, dont la présence assure la cohérence de l'édifice unifié. Formulation En magnétostatique, le théorème d'Ampère lie la circulation du champ magnétique sur un contour C fermé, et le courant I_{int} qui traverse toute surface s'appuyant sur ce contour : Sous forme locale, il s'écrit en termes du vecteur densité de courant \vec{J} : Maxwell a complété l'équation locale précédente

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_de_d%C3%A9placement

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The students understand and apply the physics of fluids, electromagnetism, and special relativity.

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Stress effects on the impedance and ferroelectricity of PVDF-BiFeO3-MWCNT films using xanthan gum as dispersant

Frank Nüesch, Francis Owusu

Composite films based on dispersions of bismuth ferrite (BiFeO3) in polyvinylidene fluoride (PVDF) matrixes were prepared in the presence of multiwalled-carbon-nanotubes (MWCNT), using xanthan gum (XG) as dispersant. Films were prepared by spin coating and characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and electronic microscopy (SEM). SEM images showed that samples containing MWCNT and XG presented a uniform morphology with homogeneously dispersed fillers. Impedance spectroscopy analysis (ISA) up to 1 MHz and dielectric polarization curves (P-E loops) were recorded in the presence of applied unidirectional mechanical stresses (up to 10 MPa). The effect of stress on the dielectric permittivity and the relative remnant polarization was successfully described by a constitutive model, which assumes a linear dependence of the piezoelectric coefficient, d33, on the applied stress and the dielectric displacement.

ELSEVIER SCIENCE SA2022

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Photo‐Electrochemical Conversion of CO 2 Under Concentrated Sunlight Enables Combination of High Reaction Rate and Efficiency

Etienne Boutin, Sophia Haussener, Mahendra Patel, Silvan Suter

Photo-electrochemical production of solar fuels from carbon dioxide, water, and sunlight is an appealing approach. Nevertheless, it remains challenging to scale despite encouraging demonstrations at low power input. Higher current densities require notable voltage input as ohmic losses and activation overpotentials become more significant, resulting in lower solar-to-CO conversion efficiencies. A concentrated photovoltaic cell is integrated into a custom-made heat managed photo-electrochemical device. The heat is transferred from the photovoltaic module to the zero-gap electrolyzer cell by the stream of anodic reactant and produce synergetic effects on both sides. With solar concentrations up to 450 suns (i.e., 450 kW m−2) applied for the first time to photo-electrochemical reduction of CO2, a partial current for CO production of 4 A is achieved. At optimal conditions, the solar-to-CO conversion efficiency reaches 17% while maintaining a current density of 150 mA cm−2 in the electrolyzer and a CO selectivity above 90%, representing an overall 19% solar-to-fuel conversion efficiency. This study represents a first demonstration of photo-electrochemical CO2 reduction under highly concentrated light, paving the way for resource efficient solar fuel production at high power input.

Wiley2022

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Persistent conductive footprints of 109 degrees domain walls in bismuth ferrite films

Enrico Colla, Monika Iwanowska, Nava Setter, Igor Stolichnov

Using conductive and piezoforce microscopy, we reveal a complex picture of electronic transport at weakly conductive 109 degrees domain walls in bismuth ferrite films. Even once initial ferroelectric stripe domains are changed/erased, persistent conductive paths signal the original domain wall position. The conduction at such domain wall "footprints" is activated by domain movement and decays rapidly with time, but can be re-activated by opposite polarity voltage. The observed phenomena represent true leakage conduction rather than merely displacement currents. We propose a scenario of hopping transport in combination with thermionic injection over interfacial barriers controlled by the ferroelectric polarization. (C) 2014 AIP Publishing LLC.

Amer Inst Physics2014

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