Les Capteurs à Effet Hall

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TECHNOLOGIE des COMPOSANTS
en ELECTROMENAGER :
C’est une plus value nécessaire dans la
technicité des appareils actuels et à venir.
L’approche par la technologie permet de voir l’essentiel de
l’électronique sous un aspect simplifié, car de toute évidence
l’évolution nous y contraint malgré nous.
Devant la banalisation de l’électronique qui envahit de plus en plus le
domaine de l’électroménager depuis quelques années, pour des raisons
évidentes de prix, de simplification et surtout d’évolubilité possible dans une
même gamme d’appareils tout en offrant un taux de fiabilité sans cesse
accrue pour le consommateur, en réduisant sans cesse les consommations
d’énergie et d’eau avec en prime un confort et une aisance dans l’utilisation.
L’électronique n’apprécie pas les courts circuits et ne supporte pas non plus
les surtensions importantes. Savoir localiser l’origine des causes liées à
l’appareil par rapport aux causes extérieures ou indirectes ? C’est possible si
on sait reconnaître les composants clefs susceptibles de nous y aider. D’où la
nécessité d’un minimum de connaissance sur la technologie des composants.
Les avantages de l’électronique cependant sont incontestablement quasi sans
l’imites dans l’évolution du confort pour l’utilisateur, mais à l’inverse pour
l’après vente cela se complique un peu plus et les pannes aux quelles nous
avons à faire sont de moins en moins faciles à cerner malgré les programmes
test qui sont il faut bien le reconnaître, insuffisants dans certains cas.
La technologie des composants offre une aide supplémentaire dans la
compréhension, par le rôle qui incombe à certains composants, les déductions
deviennent plus rapides et les conclusions plus fiables. Certains éléments,
détériorés sont parlants pour ceux qui savent les interpréter selon les
dommages qu’ils ont subits. Connaître quelques notions sur les fonctions des
composants ne peuvent que être profitables dans la déduction des causes
possibles. C’est une aide complémentaire non négligeable.
J’attire vôtre attention sur le fait qu’il n’est nul question de prétendre à un
quelconque cours d’électronique, même si ça y ressemble un peu, le but principal est
de développer un sens de déduction utile dans l’orientation des recherches grâce à
des bases qui permettent d’accroître considérablement le savoir faire.
L’EFFET HALL
Il n’est pas inutile de rappeler de quel phénomène il s’agit pour mieux en
comprendre le principe dans l’application utilisée, dans nos produits.

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Qu’est ce que l’effet HALL ?
L'effet Hall classique a été découvert par Edwin Herbert Hall en 1879:
Un courant électrique traversant un matériau baignant dans un champ
magnétique engendre une tension perpendiculaire à ceux-ci.
Ce qui revient à dire; Qu’il y a développement d'un champ électrique transversal
dans un matériel plein quand il porte un courant électrique si il est placé dans
un champ magnétique qui est perpendiculaire au courant.
L'effet Hall est bien sûr une conséquence de la force de ‘‘Lorentz’’
(ou Laplace) agissant sur les charges en mouvement.
Un déplacement latéral est imposé à la trajectoire, par exemple, des électrons de part
leur passage dans le champ magnétique. Dans le cas de matériau pour lesquels le
courant est entretenu par des porteurs positifs, la direction du champ est
inversée, ce qui nous procure un moyen de déterminer le signe des porteurs
dans un matériau quelconque.
Le principe de la force de LORENZ: L'action d'un champ de magnétique sur un élément
courant pour montrer que la force de Lorentz ne se manifeste que si les charges sont
en mouvement. La Loi de Lorentz définit l’Action d'un champ magnétique
uniforme sur une particule chargée en mouvement: Elle peut également être
mise en évidence à l'aide de la déviation d'un faisceau d'électrons. (Le fonctionnement
d’un tube cathodique, utilise ce principe) A. H. LORENTZ physicien néerlandais; est le
principal créateur de la théorie électronique de la matière. Les lois de Lorentz
décrivent le comportement individuel des électrons. Cette théorie électronique
permit à Lorentz d'expliquer un grand nombre de phénomènes, notamment la
conductibilité électrique des métaux, la dispersion chromatique de la lumière, et
surtout elle le conduisit à prévoir une modification de la fréquence des raies émises par
une source lorsque celle-ci est placée dans un champ magnétique suffisamment
intense (phénomène appelé plus tard effet Zeeman, du nom de l'élève de Lorentz qui
en démontra la réalité expérimentale en 1896).
L'effet Hall se manifeste donc lorsqu'un conducteur ou semi-conducteur est
parcouru par un courant quand celui-ci est placé dans un champ magnétique
et orienté de manière à être perpendiculaire à la direction du courant
LA DIRECTION DE LA FORCE MAGNETIQUE :
La technique de La règle de la main droite, est décrite ci-dessous:
Elle définit la direction de cette force, dite aussi force de Laplace.
(Marquis Pierre Simon de LAPLACE 1749-1827)

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L’exemple typique de l’application de la force
électromagnétique, est le moteur électrique:
Représentation des lignes de force magnétiques :

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Les Capteurs à Effet Hall

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Un capteur à effet hall donne un signal lorsqu' il détecte un champs
magnétique ou une pièce métallique.
La tension de Hall et amplifié dans le capteur.
Cet effet porte comme le veut la coutume, le nom de son inventeur, plus exactement
de celui qui remarqua le phénomène en 1879.
Si un courant Io traverse un barreau en matériau conducteur ou semi-conducteur,
et si un champ magnétique d'induction B est appliqué perpendiculairement au
sens de passage du courant, une tension Vh, proportionnelle au champ
magnétique et au courant Io, apparaît sur les faces latérales du barreau.
Les électrons sont déviés par le champ magnétique, créant une différence de
potentiel appelée tension de Hall. Le champ magnétique déforme la trajectoire des
électrons car il engendre une force de LORENTZ. ( e )
Vh = Kh * B * Io avec Kh: constante de Hall, qui dépend du matériau utilisé.
La Constante de HALL étant inversement proportionnelle à la densité des porteurs, la
tension de HALL est beaucoup plus importante dans les semi-conducteurs que dans les
métaux. E- Lorentz