„Hall Effect“ 1879 metais pristatė amerikiečių fizikas Edwinas H.Hallas. Jis pagrįstas elektromagnetinio lauko matavimais. Jis taip pat vadinamas įprastu „Hall“ efektu. Kai srovės laidininkas yra statmenas magnetiniam laukui, generuojama įtampa matuojama stačiu kampu į srovės kelią. Kur srovės srautas yra panašus į vamzdyje tekančio skysčio srautą. Pirmiausia jis buvo naudojamas klasifikuojant cheminius mėginius. Antra, jis buvo taikomas 2005 m Salės efekto jutiklis kur jis buvo naudojamas magnetui nuolatinės srovės laukams matuoti, kur jutiklis laikomas nejudantis.
Salės efekto principas
„Hall“ efektas apibrėžiamas kaip įtampos, susidariusios srovės laidininke, skirtumas, kuris yra skersinis laidininko elektros srovei ir statmenam srovei pritaikytam magnetiniam laukui.
Holo efektas = sukeltas elektrinis laukas / srovės tankis * pritaikytas magnetinis laukas - (1)
salės efektas
Salės efekto teorija
Elektros srovė apibrėžiama kaip įkrautų dalelių srautas laidžioje terpėje. Tekantys krūviai gali būti arba neigiami - elektronai „e-“ / teigiamai įkrauti - skylės „+“.
Pavyzdys
Apsvarstykite ploną laidžią plokštę, kurios ilgis L, ir abu plokštės galus sujunkite su baterija. Kai vienas galas yra sujungtas nuo teigiamo akumuliatoriaus galo su vienu plokštės galu, o kitas galas yra sujungtas nuo neigiamo akumuliatoriaus galo su kitu plokštės galu. Dabar mes pastebime, kad šiuo metu pradeda tekėti nuo neigiamo krūvio iki teigiamo plokštelės galo. Dėl šio judėjimo susidaro magnetinis laukas.
salės efekto teorija
Lorenco jėga
Pavyzdžiui, jei šalia laidininko pastatysime magnetinį pliką, magnetinis laukas sutrikdys krūvininkų magnetinį lauką. Ši jėga, iškreipianti krūvininkų kryptį, vadinama Lorentzo jėga.
Dėl to elektronai judės į vieną plokštės galą, o skylės - į kitą plokštės galą. Čia Hall įtampa matuojama tarp dviejų plokščių pusių su a multimetras . Šis efektas taip pat žinomas kaip „Hall“ efektas. Kur srovė yra tiesiogiai proporcinga nukrypusiems elektronams, savo ruožtu proporcinga potencialų skirtumui tarp abiejų plokščių.
Didesnė srovė yra didesnė, nei nukreipti elektronai, todėl galime pastebėti didelį potencialų skirtumą tarp plokščių.
Salės įtampa yra tiesiogiai proporcinga elektros srovei ir pritaikytam magnetiniam laukui.
VH = I B / q n d - (du)
I - srovė, tekanti jutiklyje
B - magnetinio lauko stipris
q - mokestis
n - krūvininkai tūrio vienetui
d - jutiklio storis
Salės koeficiento išvedimas
Tegul srovė IX yra srovės tankis, JX padauginamas iš laidininko pataisos ploto wt.
IX = JX wt = n q vx w t ---- (3)
Pagal Ohmo įstatymą, padidėjus srovei, laukas taip pat padidėja. Kuris pateikiamas kaip
JX = σ ex , ---- (4)
Kur σ = medžiagos laidumas laidininke.
Apsvarstę pirmiau pateiktą pavyzdį, kaip magnetinį strypą statyti tiesiu laidininku, žinome, kad jis patiria Lorenco jėgą. Pasiekus pastovią būseną, jokia kryptimi nebus jokio krūvio srauto, kurį galima pavaizduoti kaip:
EY = Vx Bz , ----- (5)
EY - elektrinis laukas / salės laukas y kryptimi
Bz - magnetinis laukas z kryptimi
VH = - ∫0w EY diena = - Ey w ———- (6)
VH = - ((1 / n q) IX Bz) / t, ———– (7)
Kur RH = 1 / nq ———— (8)
Salės efekto vienetai: m3 / C
Salės mobilumas
µ p arba µ n = σ n RH ———— (9)
Salės mobilumas apibrėžiamas kaip µ p arba µ n yra laidumas dėl elektronų ir skylių.
Magnetinio srauto tankis
Jis apibrėžiamas kaip magnetinio srauto kiekis srityje, paimta stačiu kampu į magnetinio srauto kryptį.
B = VH d / RH I ——– (1 0)
Hallo efektas metaluose ir puslaidininkiuose
Pagal elektrinį lauką ir magnetinį lauką terpėje judantys krūvininkai patiria tam tikrą pasipriešinimą dėl išsisklaidymo tarp nešiklių ir priemaišų, kartu su vibratoriais esančių medžiagų nešikliais ir atomais. Taigi kiekvienas nešiklis išsisklaido ir praranda energiją. Kuris gali būti pavaizduotas šia lygtimi
salės efektas metaluose ir puslaidininkiuose
F atsiliko = - mv / t , ----- ( vienuolika )
t = vidutinis laikas tarp sklaidos įvykių
Pagal Niutono sekundžių įstatymą,
M (dv / dt) = (q (E + v * B) - m v) / t —— (1 2)
m = nešiklio masė
Įvykus pastoviai būsenai, parametras „v“ bus ignoruojamas
Jei ’B’ yra išilgai z koordinatės, galime gauti ‘v’ lygčių rinkinį
vx = (qT Ex) / m + (qt BZ vy) / m ———– (1 3)
vy = (qT Ey) / m - (qt BZ vx) / m ———— (1 4)
vz = qT Ez / m ---- (penkiolika)
Mes tai žinome Jx = n q vx ————— (1 6)
Pakeisdami aukščiau pateiktas lygtis, galime tai modifikuoti
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)
Mes tai žinome
σ n q2 t / m ---- (dvidešimt)
σ = laidumas
t = atsipalaidavimo laikas
ir
wc q Bz / m ----- ( dvidešimt vienas )
wc = ciklotrono dažnis
Ciklotrono dažnis apibrėžiamas kaip krūvio sukimosi magnetinio lauko dažnis. Kuris yra lauko stiprumas.
Tai galima paaiškinti šiais atvejais, norint sužinoti, ar jis nėra stiprus ir (arba) „t“ yra trumpas
I atvejis: jei wc t<< 1
Tai rodo silpną lauko ribą
Ii atvejis: jei wc t >> 1
Tai rodo stiprią lauko ribą.
Privalumai
Salės efekto pranašumai yra šie.
- Veikimo greitis yra didelis, ty 100 kHz
- Operacijų ciklas
- Gebėjimas išmatuoti didelę srovę
- Jis gali išmatuoti nulinį greitį.
Trūkumai
Salės efekto trūkumai yra šie.
- Jis negali išmatuoti didesnės nei 10 cm srovės srauto
- Vežėjams yra didelis temperatūros poveikis, kuris yra tiesiogiai proporcingas
- Net jei nėra magnetinio lauko, elektrodai yra centre, stebima maža įtampa.
„Hall Effect“ programos
Salės efekto taikymo sritis yra šios.
- Magnetinio lauko senatorius
- Naudojamas dauginimui
- Norint matuoti nuolatinę srovę, jis naudoja „Hall Effect Tong Tester“
- Mes galime išmatuoti fazių kampus
- Taip pat galime išmatuoti tiesinių poslinkių keitiklį
- Erdvėlaivio varymas
- Maitinimo šaltinio jutimas
Taigi, Salės efektas yra pagrįstas Elektromagnetinis principas. Čia matėme Hallo koeficiento, taip pat Hallo efekto metaluose ir Puslaidininkiai . Čia yra klausimas, kaip „Hall Effect“ pritaikomas dirbant nuliniu greičiu?
