Ефект на Хол

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Ефект на Хол
1. Електрони
2. Сонда
3. Магнити
4. Магнитно поле
5. Източник на ток

Ефект на Хол се нарича явлението на възникване на напречно ориентирано електрично поле (електродвижещо напрежение), (наричано също напрежение на Хол) при поставянето на проводник с протичащ по него постоянен ток в магнитно поле. Открито е от Едуин Хол през 1879 г. в тънки златни пластинки.

Свойства[редактиране | редактиране на кода]

Схематично изображение на ефекта на Хол

Схематично ефектът на Хол изглежда така: нека проводник е поставен в слабо магнитно поле и през него тече електричен ток под действието на интензитет на електрическото поле . Магнитното поле ще отклонява електрическите заряди при тяхното движение по посока или срещу електрическото поле. По този начин силата на Лоренц ще доведе до натрупването на отрицателен заряд в единия край на проводника и на положителен в другия му край дотогава, докато възникналото в резултат на това електрическо поле не компенсира магнитната компонента на силата на Лоренц:

Скоростта на електроните може да се изрази чрез плътността на тока:

където е концентрацията на носителите на заряд. Тогава

Коефициентът на пропорционалност между и се нарича коефициент на Хол (или константа на Хол). При такова приближение неговият знак зависи от знака на токоносителите, което позволява да се определи техният тип за голям брой метали. При някои от металите (например олово, цинк, желязо, кобалт, волфрам), в силни полета се наблюдава положителен знак на , което се обяснява в полукласическата и в квантовата теории на твърдото тяло.

Аномален ефект на Хол[редактиране | редактиране на кода]

Явлението на възникване на електрическо напрежение в образеца при отсъствието на външно постоянно магнитно поле се нарича аномален ефект на Хол.

Квантов ефект на Хол[редактиране | редактиране на кода]

В силни магнитни полета и плосък проводник (т.е. в двумерен електронен газ) започват да се проявяват квантови ефекти и в този случай се наблюдава квантов ефект на Хол. Явлението е открито от Клаус фон Клицинг, който е удостоен за това с Нобелова награда за физика за 1985 г.

Приложение[редактиране | редактиране на кода]

Датчик на Хол, измерващ силата на тока в проводник.

В някои случаи ефектът на Хол позволява да бъде определен типът на токоносителите (електрони или дупки) в метали или полупроводници, което се използва при методи за изследване на свойствата на полупроводници.

Въз основа на ефекта на Хол работят датчици на Хол: прибори, измерващи интензитета на магнитното поле. Датчиците на Хол намират голямо разпространение при електродвигателите (безколекторни двигатели или серво-мотори). Датчикът се закрепва непосредствено на статора на двигателя и указва положението на ротора. Датчиците на Хол са в основата и на електронния компас, вграждан в някои смартфони.

Някои видове йонни двигатели също работят въз основа на ефекта на Хол.

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Эффект Холла“ в Уикипедия на руски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода и списъка на съавторите.