MOBILITé des CHARGES

-mobilité des charges

La mobilité des charges exprime la facilité des mouvements (dans tel milieu), d'un corps particulaire qui porte une charge électrique

Ces particules peuvent être des électrons, ions, etc

Équation aux dimensions  : M-1.T2.I     Symbole de désignation : ♣     

Unité S.I.+ :Tesla-1(T-1) ou l'A-s²/m

et l'unité d’usage est le cm² par Volt et par seconde (qui vaut 10-4 T-1)

 

MOBILITÉ de CHARGE

C'est la grandeur comparant une charge électrique à son débit-masse

Equation aux dimensions  : M-1.T2.I        Symbole  ♣        Unité S.I.+ = Tesla-1(T-1)

= Q / (m / t)    ce qui s'écrit aussi   = v / E

avec (T-1)= mobilité de charge d'un élément de masse m(kg), portant charge élect°Q(C)

t(s)= temps du transit et (m/t) est son débit-masse

v(m/s)= vitesse (dite dérive) de l'élément chargé

E(V/m)= champ d’induction électrique  qui motive la charge

En cas d’action d’un fort champ électromagnétique, il y a diminution du flux d’ions avec striction transversale

Nota : pour les ions, on dit mobilité ionique

 

Cas particulier de la mobilité des électrons

Elle explique la conductivité

= e.t / mé

avec (T-1)= mobilité d’un électron portant charge élémentaire e(C)

mé(kg)= masse de l'électron (9,109.10-31 kg)

t(s)= temps du transit

 

MESURE de MOBILITÉ (par un ÉLECTROMÈTRE)

= 2l² / U.t

avec U(V)= différence de potentiel sur l’électromètre

l(m)= distance entre plateaux de l'électromètre

t(s)= temps (période) de rotation des plateaux de l’électromètre

 

RELATIONS ENTRE MOBILITÉ et GRANDEURS CONNEXES

-relation avec la conductivité électrique

= V.σ' / Q

avec (A-s²/m)= mobilité des charges

σ'(S/m)= conductivité(électrique)

Q(C)= charge pour un volume V(m3)

 

-relation avec la pression (cas des ions de l’air atmosphérique)

= E / p.R

E(V/m)= champ d’induction électrique

R(Ohm)= résistance

p(Pa)= pression ambiante

 

-relation avec la mobilité des petits éléments

= g'.tm

où tm(s)= mobilité de masse d’un petit élément

g'(C/kg)= rapport gyromagnétique

 

-freinage d’une charge

F = Q.v /

F(N)= force de freinage

Q(C)= charge

v(m/s)= vitesse de la charge

(A-s²/m)= mobilité de la charge

 

VALEURS PRATIQUES de MOBILITÉ de CHARGES

Elles sont exprimées en (Tesla -1) dans l'air, à T.P.N >>>

écrans d’appareils électroniques(10-4)--air et ses composants(1,5.10-4)--hydrogène, hélium(7.10-4)-- transistor organique(10-2)--transistor au Si dopé(10-1)

Cas spécial des ions >>> pour des ions positifs: air sec(1,3.10-2)--air humide(1,5.10-2)--

CO²(0,8.10-2) et pour les ions négatifs environ 20% de plus

Nota : la vitesse de déplacement de l'électricité dans un câble est inférieure à 1 centimètre par seconde

 

MOBILITÉ VOLUMIQUE DES CHARGES

C’est la notion ci-dessus, ramenée au volume V intéressé

Equation aux dimensions  : L-3.M-1.T2.I       Symbole de désignation : Φ*      

Unité S.I.+ : (Tesla /m3)-1

(c’est à dire Φ* = / V)

Φ* = ρ* / E.Q

avec Φ*(T-1m-3)= mobilité volumique d’ions

Q(C) = [np.Qp+ nn.Qn]   avec net n= nombres d’ions positifs et négatifs

Qet Qn(C)= charges unitaires des (ions +) et des (ions -)

E(V/m)= champ d'induction électrique 

ρ*(A/m²)= densité superficielle de courant

σ(S/m)= conductivité électrique

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