Эффект холла

  • 09 сент. 2014 г.
  • 1570 Слова
Эффект Холла
Эффект Холла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота.
-------------------------------------------------
Свойства
-------------------------------------------------
В простейшем рассмотрении эффектХолла выглядит следующим образом. Пусть через проводящий брусок в слабом магнитном поле  течёт электрический ток под действием напряжённости . Магнитное поле будет отклонять носители заряда к одной из граней бруса от их движения вдоль или против электрического поля. При этом критерием малости  будет служить условие, что при этом носители заряда не начнут двигаться по  циклоиде.-------------------------------------------------
Таким образом, сила Лоренца приведёт к накоплению отрицательного заряда возле одной грани бруска, и положительного — возле противоположной. Накопление заряда будет продолжаться до тех пор, пока возникшее электрическое поле зарядов  не скомпенсирует магнитную составляющую силы Лоренца:
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Скорость электронов  можно выразить через плотность тока:
-------------------------------------------------

-------------------------------------------------
где  — концентрация носителей заряда
-------------------------------------------------
. Тогда
-------------------------------------------------
Коэффициент    пропорциональностимежду  и  называется коэффициентом (или константой) Холла. В таком приближении знак постоянной Холла зависит от знака носителей заряда, что позволяет определять их тип для большого числа металлов. Для некоторых металлов (например, таких, как свинец, цинк, железо, кобальт, вольфрам), в сильных полях наблюдается положительный знак , что объясняется в полуклассической и квантовой теориях твёрдого тела.-------------------------------------------------

-------------------------------------------------
Применение
-------------------------------------------------
Датчик Холла, используемый для измерения силы тока в проводнике. В отличие от трансформатора тока, измеряет также и постоянный ток.
-------------------------------------------------
Эффект Холла, в некоторых случаях, позволяет определить типносителей заряда (электронный или дырочный) в металле или полупроводнике, что делает его достаточно хорошим методом исследования свойств полупроводников.
-------------------------------------------------
На основе эффекта Холла работают датчики Холла: приборы, измеряющие напряжённость магнитного поля. Датчики Холла получили очень большое распространение в бесколлекторных, или вентильных, электродвигателях(сервомоторах). Датчики закрепляются непосредственно на статоре двигателя и выступают в роли ДПР (датчика положения ротора). ДПР реализует обратную связь по положению ротора, выполняет ту же функцию, что и коллектор в коллекторном ДПТ.
-------------------------------------------------

-------------------------------------------------
Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.-------------------------------------------------
Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора В): циркуляция вектора В по произвольному замкнутому контуру равна произведению магнитной постоянной μ0 на алгебраическую сумму токов, охватываемых этим контуром: 

 (1) 

где n — число проводников с токами, которые охватываются контуром L любой формы. Каждый ток вуравнении (1) учитывается столько раз, сколько раз он охватывается контуром. Ток считается положительным, если его направление образует с направлением обхода по контуру правовинтовую систему; отрицательным считается ток противоположного направления.
-------------------------------------------------
Закон полного тока для магнитного поля в вакууме Раньше было показано, что...
tracking img