Что такое эффект Холла. Принцип, применение, открытие

Прочитано: 83 раз(а)


Герконы — это очень простая система. Для получения дополнительной информации о магнитном поле можно также использовать компас. Ранние магнитометры обычно проектировались именно таким образом. Однако с появлением более новых систем, включая распространенный датчик на эффекте Холла, возможностей стало больше.

Модели варьируются от клавиатур до датчиков, определяющих закрытие или открытие клапанов. Датчики Холла используются в бесконтактных системах зажигания бензиновых двигателей для считывания положения распределительного вала двигателя и расчета характеристик вращения. ЭБУ автомобиля использует показания датчиков, чтобы определить, правильно ли работает система зажигания и воспламенения. Электронные компоненты и расходные материалы можно купить в интернет магазине Ай-Пи Электрон https://ipelectron.ru/

История открытия эффекта Холла

Американский ученый Эдвин Холл в 1879 году заметил, что в проводнике, размещенном в магнитное поле, существует разность потенциалов, перпендикулярная току I и вектору магнитной индукции B. Этот эффект вызван силой Лоренца, действующей на заряды, движущиеся в проводнике.

Эффект Холла был показан Эдвином Холлом в 1879 году. В рамках данного эффекта сила Лоренца действует на заряд, перемещающийся в магнитном поле.

Эффект Холла — это возникновение разности потенциалов на кончике проводящего образца (напряжение Холла), помещенного в поперечное магнитное поле, когда ток течет перпендикулярно магнитному полю.

Напряжение, которое падает в направлении протекающего тока и в направлении магнитного поля в проводнике, именуется напряжением Холла.

Эффект Холла

В чем заключается принцип Холла

Когда проводник или полупроводниковая пластина помещается в магнитное поле под углом 90° к направлению линий магнитного потока, электроны в пластине начинают двигаться вдоль поперечного сечения пластины под действием силы Лоренца. Направление, в котором движутся электроны, зависит от направления тока и направления линий магнитного потока. Короче говоря, эффект Холла (ЭХ) — это частный случай силы Лоренца, которая представляет собой действие магнитного поля на заряженные частицы.

Самый простой пример для понимания следующий. Представьте себе пластину, обращенную к нам краями вниз. Эта пластина сделана из металла и подключена к источнику питания с обоих концов, причем задний конец подключен к отрицательному полюсу, а передний — к положительному.

В этом случае ток будет течь в нашем направлении, то есть в том направлении, которое мы наблюдаем. Есть два магнита, один справа, другой слева от пластины. Магнит справа обращен к северному полюсу пластины, а магнит слева — к южному полюсу пластины. Это означает, что в данном случае линии магнитного поля всегда выходят из северного полюса и входят в южный полюс, поэтому линии движутся справа налево. Эти линии магнитного поля будут отклонять электроны по мере их движения вдоль пластины к ее вершине.

Если направление тока в пластине изменить, перевернув проводник, электроны начнут отклоняться вниз. Если направление тока не изменить, а магнитные полюса поменять местами, электроны будут двигаться вниз. А если поменять их местами, то электроны будут двигаться вверх под действием силы Лоренца.

Полезное применение

Этот метод позволяет подсчитать количество и подвижность носителей заряда на единицу объема путем измерения напряженности магнитного поля. Этот метод используется для серводвигателей. Этот метод можно использовать для измерения угла поворота вала двигателя.

Датчики Холла также используются в стартерах электродвигателей, системах охлаждения компьютеров, дисковых накопителях и вентиляторах вентиляции компьютеров. Они также используются в мобильных телефонах, двигателях бытовой техники и измерительных приборах, поскольку могут преобразовывать магнитную индукцию в разность потенциалов.

Основным преимуществом этих датчиков является то, что они электрически изолированы, что делает их простыми в использовании и безопасными. Датчики изготавливаются из германия, кремния и других металлов. Их комбинируют с мышьяком или фосфорной сурьмой.

Материалы должны обладать высокой подвижностью носителей заряда. Наиболее эффективно, чтобы материалы не обладали высокой электропроводностью. Преимуществом этих устройств является их низкая зависимость от колебаний температуры.

Виды эффекта Холла

Цифровые датчики. Эти датчики работают путем обнаружения магнитного поля. Если индукция достигает определенного порога, датчик сигнализирует о наличии магнитного поля. Если порог не достигнут, сигнал равен нулю. Если индукция низкая и чувствительность датчика низкая, сигнал о наличии магнитного поля не поступает. Недостатком этого типа датчиков является нечувствительность порогового диапазона.

Цифровые датчики Холла можно разделить на однополярные и биполярные.

  • Монополярные датчики Холла работают в присутствии электрического поля любой полярности и деактивируются при уменьшении индуктивности.
  • Биполярные датчики Холла реагируют на изменение полярности электрического поля. Одна полярность активирует датчик, а другая полярность деактивирует его.

налоговые датчики Холла преобразуют индуктивность электрического поля в разность потенциалов. Значение датчика зависит от его полярности и мощности. Также необходимо учитывать расстояние, на котором находится датчик.



Новости партнеров