Transport électrique non linéaire dans les milieux
granulaires 1D
E. Falcon, B. Castaing et M. Creyssels
Laboratoire de Physique, École
Normale Supérieure de Lyon,
46 allée d'Italie, 69364 Lyon cedex 07,
France
Reference:
in Ribotta R. (Ed.),
Rencontre du Non-Linéaire 2004, Non Linéaire Publications,
Orsay, pp. 97-102 (2004) (in french)
Abstract:
Nous étudions le transport
électrique dans
une chaîne de billes métalliques oxydées, sous
force statique
appliquée, et soumise à une source électrique DC
[1]. Une transition d'un état
isolant
vers un état conducteur est observée lorsque le courant
appliqué
augmente. Les caractéristiques symétriques tension -
courant
(U - I) sont non linéaires et hystérétiques,
saturant
à faible tension par contact (de l'ordre de 0.4 V). Nous avons
montré
que cette transition de conduction résulte d'un couplage
électro-thermique
dans le voisinage des microcontacts entre chaque bille :
l'écoulement
du courant à travers ces petites zones engendre leur
échauffement
local qui conduit à une augmentation de leurs aires de contact,
et
donc de leur conduction. Cette augmentation de température
(jusqu'à
1050°C) peut aller jusqu'à leur fusion locale (même
pour
une tension aussi faible que 0.4 V). Basée sur ce
mécanisme
de température auto-régulée, une expression
analytique
pour la trajectoire non linéaire de retour U - I a
été
obtenue en très bon accord avec les résultats
expérimentaux.
Elle permet aussi la détermination de la température des
microcontacts
sans paramètre ajustable, puisque cette dernière ne
dépend
ni des matériaux en contact, ni de la géométrie du
contact.
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Mots clés: Effet Branly, cohéreur, couplage
électro-thermique, fusion locale, microcontacts,
caractéristiques U - I, conduction électrique, milieux
granulaires, poudre métallique, expériences
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