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Travaux pratique de physique

Expérience C : Force de Laplace et Effet Hall

Présenté le 22/05/2012 par Alexandre Perez

Alexandre Perez

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Plan de l’exposé

• Introduction• Théorie de l’expérience– Loi de Laplace– Effet Hall

• Expérimentation 1 - Description et traitement des mesures en relation

avec la loi de Laplace2 - Description et traitement des mesures de l’effet Hall

• Conclusion

Alexandre Perez

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Introduction

Alexandre Perez

- But de l’expérience

- Déroulement de l’expérience

- Mise en évidence des résultats

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Théorie de l’expérienceLoi de Laplace

Alexandre Perez

€

r F Laplace = I

r l ×

r B

Loi de Laplace

€

r l

€

r B

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Théorie de l’expérienceLoi de Laplace

Alexandre Perez

€

r F Laplace =

r P

Balance de Cotton

€

r F Laplace

€

r P

€

IlB = MgOn projette sur Oxyz :

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Théorie de l’expérienceEffet Hall

Alexandre Perez

Principe de l’effet Hall

€

r E Hall = r v ×

r B

€

−er v ×r B = −e

r E h

€

r F m =

r F e

€

r E h

€

VHall = RHIBw

Tension de Hall :

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ExpérimentationManipulation 1 : Loi de Laplace

Alexandre Perez

Description de l’expérience

-Partie 2 : - Même disposition Partie 1- Au lieu de faire varier les masses et le courant , nous allons faire tourner

l’aimant par incrément de 10 degrés tout en alimentant le fléau avec 5A

-Partie 1 : - Mise en place balance de Cotton- Disposition de l’un des fléaux dans l’entrefer de l’aimant- Mise en place de l’ampèremètre en série avec celui-ci- Disposition de masses sur le plateau de la balance- Faire varier les masses et le courant en restant au 0 de la balance

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ExpérimentationManipulation 1 : Loi de Laplace

Alexandre Perez

Mesure du courant en fonction de la masse

Incertitude €

I(M)M

=glB

= 3.8 ± 0.2

€

l

€

AKg ⎡ ⎣ ⎢

⎤ ⎦ ⎥

€

m[ ]

€

B

€

T[ ]

€

Δp =∂p∂l

Δl +∂p∂B

ΔB

€

Δl = ±0,001

€

ΔB = ±0,001

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ExpérimentationManipulation 1 : Loi de Laplace

Alexandre Perez

Traitement et analyse des mesures

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

f(x) = 3.9324427480916 x − 0.00725190839694689

I (M)

I(A) M(Kg)

0.2 0.05

0.35 0.10

0.60 0.15

0.80 0.20

1.0 0.25

1.15 0.30

1.52 0.40

2.0 0.50

2.34 0.60

2.74 0.70

2.95 0.75

[A]

[Kg]

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ExpérimentationManipulation 1 : Loi de Laplace

Alexandre Perez

Traitement et analyse des mesures

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

sinAngle(M)

Angle (sin(rad)) Masse (Kg)

0 0.759

0.173 0.755

0.342 0.705

0.500 0.655

0.643 0.565

0.766 0.480

0.8664 0.370

0.9391 0.240

0.985 0.110

[sin(rad)]

[Kg]

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ExpérimentationManipulation 2 : Effet Hall

Alexandre Perez

Description de l’expérience

-Faire parcourir un courant dansun conducteur (Argent et Tungstène)-Mise en place d’un microvoltmètre aux bornesdu conducteur-Mise à 0 du microvoltmètre-Mise en place du conducteur dans l’entrefer de l’aimant-Faire varier le courant et relever les variationsde la tension de Hall

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ExpérimentationManipulation 2 : Effet Hall

Alexandre Perez

Mesure de la tension de Hall en fonction du courant

Incertitude €

UH

I= RH

Bw

= 0.45 ± 0.05

€

I

€

w

€

V[ ]

€

A[ ]

€

m[ ]

€

B

€

T[ ]

€

Δp =∂p∂B

ΔB +∂p∂w

Δw

€

ΔB = ±0,001

€

Δw = ±0,001

€

UH

€

Ω[ ]

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ExpérimentationManipulation 2 : Effet Hall

Alexandre Perez

Traitement et analyse des mesures pour l’Argent I(A) U(uV)0 -0.681 -0.242 0.23 0.634 1.085 1.516 1.957 2.48 2.879 3.33

10 3.8111 4.3412 4.7713 5.2814 5.815 6.4[A]

[uV]

0 2 4 6 8 10 12 14 16

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

f(x) = 0.460428571428571 x − 0.753000000000001

U(I)

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ExpérimentationManipulation 2 : Effet Hall

Alexandre Perez

Traitement et analyse des mesures pour le Tungstène I(A)

ChampInverseU(uV)

ChampNormalU(uV)

0 -1.3 -1.3

2.5 -1.6 -0.6

5 -2.1 -0.5

7.5 -3.9 -0.15

10 -4.79 0.3

12.5 -5.2 0.7

15 -4.7 1.7[A]

[uV]

0 2 4 6 8 10 12 14 16

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

"Champ inverse"Linear ("Champ inverse")"Champ normal"Linear ("Champ normal")

U(I)

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Conclusion

• Force de Laplace variant en fonction du courant appliqué au système – Vérifié avec balance de Cotton– Mise en relation avec le poids représentant la Force de Laplace– Pente_théorique(I/M) = Pente_pratique(I/M)

• Mise en évidence de l’effet Hall– La tension de Hall induite dépendra du champs magnétique et du

courant appliqué au système– Egalement du type de conducteur ou semi-conducteur– Pente_théorique(U/I) = Pente_pratique(U/I)

Alexandre Perez