Hall Effect diperkenalkan oleh seorang Ahli Fizik Amerika Edwin H.Hall pada tahun 1879. Ia berdasarkan pengukuran medan elektromagnetik. Ia juga dinamakan sebagai Hall Effect biasa. Apabila konduktor yang membawa arus tegak lurus dengan medan magnet, voltan yang dihasilkan diukur pada sudut tepat ke arah arus. Di mana arus mengalir sama dengan cecair yang mengalir di dalam paip. Pertama, ia digunakan dalam klasifikasi sampel kimia. Kedua, ia berlaku di Sensor Kesan Dewan di mana ia digunakan untuk mengukur medan DC magnet, di mana sensor disimpan dalam keadaan pegun.
Prinsip Kesan Dewan
Hall Effect didefinisikan sebagai perbezaan voltan yang dihasilkan melintasi konduktor yang membawa arus, melintang ke arus elektrik di konduktor dan medan magnet yang diterapkan tegak lurus dengan arus.
Hall Effect = medan elektrik teraruh / ketumpatan arus * medan magnet yang diaplikasikan - (1)
kesan dewan
Teori Kesan Hall
Arus Elektrik ditakrifkan sebagai aliran zarah-zarah bermuatan dalam medium pengalir. Caj yang mengalir boleh dicas Negatif - Elektron 'e-' / Dikenakan positif - Lubang '+'.
Contohnya
Pertimbangkan plat pengalir nipis panjang L dan sambungkan kedua-dua hujung piring dengan bateri. Di mana satu hujung dihubungkan dari hujung bateri positif ke satu hujung plat dan hujung yang lain dihubungkan dari hujung bateri negatif ke hujung plat yang lain. Sekarang kita melihat bahawa pada masa ini mula mengalir dari cas negatif ke hujung positif plat. Oleh kerana pergerakan ini, medan magnet dihasilkan.
teori-of-hall-kesan
Angkatan Lorentz
Sebagai contoh, jika kita meletakkan magnet kosong di dekat konduktor medan magnet akan mengganggu medan magnet pembawa cas. Daya ini yang memutar arah pengangkut cas dikenali sebagai gaya Lorentz.
Oleh kerana itu, elektron akan bergerak ke satu hujung plat dan lubang akan bergerak ke hujung plat yang lain. Di sini voltan Hall diukur antara dua sisi plat dengan a multimeter . Kesan ini juga dikenali sebagai Hall Effect. Di mana arus berkadar terus dengan elektron terpesong sebanding dengan perbezaan potensi antara kedua-dua plat.
Semakin besar arus yang lebih besar adalah elektron terpesong dan oleh itu kita dapat melihat perbezaan potensi tinggi antara plat.
Voltan Hall berkadar terus dengan arus elektrik dan medan magnet terpakai.
VH = I B / q n d - (dua)
I - Arus mengalir di Sensor
B - Kekuatan Medan Magnetik
q - Caj
n - pengangkut cas per unit isi padu
d - Ketebalan sensor
Derivasi Pekali Dewan
Biarkan arus IX adalah ketumpatan arus, JX kali luas pembetulan konduktor dengan berat.
IX = JX wt = n q vx w t ---- (3)
Menurut undang-undang Ohms, jika arus meningkat, medan juga meningkat. Yang diberi sebagai
JX = σ EX , ---- (4)
Di mana σ = kekonduksian bahan dalam konduktor.
Apabila mempertimbangkan contoh di atas meletakkan bar magnet bersudut tepat ke konduktor, kita tahu bahawa ia mengalami daya Lorentz. Apabila keadaan stabil dicapai tidak akan ada aliran muatan ke arah mana pun yang dapat ditunjukkan sebagai,
EY = Vx Bz , ----- (5)
EY - medan elektrik / Medan dewan dalam arah-y
Bz - medan magnet dalam arah-z
VH = - ∫0w EY hari = - Ey w ———- (6)
VH = - ((1 / n q) IX Bz) / t, ———– (7)
Di mana RH = 1 / nq ———— (8)
Unit Kesan Dewan: m3 / C
Mobiliti Dewan
µ p atau µ n = σ n R H ———— (9)
Mobiliti dewan ditakrifkan sebagai µ p atau µ n adalah kekonduksian kerana elektron dan lubang.
Ketumpatan Flux Magnetik
Ia ditakrifkan sebagai jumlah fluks magnet di kawasan yang diambil bersudut tepat ke arah fluks magnet.
B = VH d / RH I ——– (1 0)
Kesan Hall dalam Logam dan Semikonduktor
Mengikut medan elektrik dan medan magnet pembawa cas yang bergerak dalam medium mengalami sedikit rintangan kerana hamburan antara pembawa dan kekotoran, bersama dengan pembawa dan atom bahan yang mengalami getaran. Oleh itu setiap pembawa berselerak dan kehilangan tenaganya. Yang boleh diwakili oleh persamaan berikut
kesan-kesan-dalam-logam-dan-semikonduktor
F terencat = - mv / t , ----- (sebelas)
t = masa purata antara peristiwa penyerakan
Menurut undang-undang Newtons seconds,
M (dv / dt) = (q (E + v * B) - m v) / t —— (1 2)
m = jisim pembawa
Apabila keadaan stabil berlaku parameter 'v' akan diabaikan
Sekiranya 'B' berada di sepanjang koordinat-z kita dapat memperoleh satu set persamaan 'v'
vx = (qT Ex) / m + (qt BZ vy) / m ———– (1 3)
vy = (qT Ey) / m - (qt BZ vx) / m ———— (1 4)
vz = qT Ez / m ---- ( lima belas )
Kami tahu itu Jx = n q vx ————— (1 6)
Mengganti persamaan di atas kita boleh mengubahnya sebagai
Jx = (σ / (1 + (wc t) 2)) (Ex + wc t Ey) ———– (1 7)
J y = (σ * (Ey - wc t Ex) / (1 + (wc t) 2 ) ———- (1 8)
Jz = σ Ez ———— (1 9)
Kami tahu itu
σ n q2 t / m ---- (dua puluh)
σ = kekonduksian
t = masa berehat
dan
wc q Bz / m ----- ( dua puluh satu )
wc = frekuensi siklotron
Frekuensi Cyclotron didefinisikan sebagai dalam frekuensi putaran medan magnet suatu putaran. Yang merupakan kekuatan padang.
Yang boleh dijelaskan dalam kes berikut untuk mengetahui apakah tidak kuat dan / atau 't' pendek
Kes (i): Sekiranya wc t<< 1
Ini menunjukkan had medan yang lemah
Kes (ii): Sekiranya tidak >> 1
Ini menunjukkan had medan yang kuat.
Kelebihan
Kelebihan kesan dewan merangkumi yang berikut.
- Kelajuan operasi tinggi iaitu 100 kHz
- Gelung operasi
- Kapasiti untuk mengukur arus besar
- Ia dapat mengukur kelajuan sifar.
Kekurangan
Kelemahan kesan dewan termasuk yang berikut.
- Ia tidak dapat mengukur aliran arus lebih besar daripada 10cm
- Terdapat pengaruh besar suhu pada pembawa, yang berkadar langsung
- Walaupun tiada medan magnet voltan kecil diperhatikan ketika elektrod berada di tengah.
Aplikasi Kesan Hall
Aplikasi kesan dewan merangkumi yang berikut.
- Senor Medan Magnetik
- Digunakan untuk pendaraban
- Untuk pengukuran arus terus, ia menggunakan Hall Effect Tong Tester
- Kita dapat mengukur sudut fasa
- Kita juga dapat mengukur transduser anjakan Linear
- Dorongan kapal angkasa
- Penginderaan bekalan kuasa
Oleh itu, Kesan Dewan didasarkan pada Elektro-magnet prinsip. Di sini kita telah melihat terbitan Hall Coefficient, juga Hall Effect dalam Logam dan Semikonduktor . Berikut adalah persoalan, Bagaimana Hall Effect berlaku dalam operasi kelajuan sifar?
