Ефект на Хол

§8 Ефект на Хол

Ако метална плоча, по която тече постоянен електрически ток, се постави в магнитно поле, перпендикулярно на нея, тогава възниква потенциална разлика Ux = φ1 - φ2 между паралелните посоки на тока и фасетното поле. Това явление се нарича ефект на Хол или галваномагнитно явление.

Разликата на потенциала на Хол Ux зависи от вида на материала на плочата, от плътността на тока, от височината на плочата h и магнитната индукция .

Ефектът на Хол може да бъде обяснен от гледна точка на класическата електронна теория на металите.

Ако плочата е метална, тогава носителите на електрическия заряд са електрони. В магнитно поле електроните изпитват действието на силата на Лоренц, която в нашия случай е насочена нагоре. По този начин излишъкът от отрицателни заряди се появява в горния ръб, а липсата на електрони в долния ръб и той ще бъде положително зареден. Потенциална разлика и допълнително напречно електрическо поле, насочено отдолу нагоре, ще възникнат между горната и долната повърхности. Когато интензивността на тази роля достигне такава стойност, че нейното действие върху зарядите ще балансира силата на Лоренц, тогава зарядите вече няма да се отклоняват от магнитното поле и ще се установи стационарно разпределение на зарядите в напречна посока. Тогава

,

,

,

,

,

,

.

Константата на Хол R е обратно пропорционална на количеството заряд и концентрацията на носителите на заряд.

Приложения за ефект на Хол:

1. От измерената стойност на константата на Хол можете да определите n - концентрацията на носители на ток в проводника.
2. Определете вида на полупроводниковото предаване: p - или n - тип.

а) за измерване на индукцията на магнитното поле B.

б) за измерване на големи стойности на силата на тока 10 3 ÷ 10 6 A.

в) в автомобили.

§10 Поток на вектора на магнитна индукция.

Теорема на Гаус за магнитно поле

1. Помислете за еднородно магнитно поле с магнитна индукция. Избираме площта S, която е проникната от силовите линии на вектора под ъгъл α.

Поток вектор на магнитна индукция е скаларна физическа величина, равна на скаларното произведение на вектор от вектор на площ .

Потокът на магнитната индукция може да бъде положителен и отрицателен, в зависимост от знака. На 0 2 .

В случай на нехомогенно поле, елементарният поток през елементарната област dS .

Тогава общият магнитен поток ще бъде равен на интеграла върху площта S

1. Защото силовите линии на вектора винаги са затворени, тогава при разглеждане на магнитния поток през затворена повърхност може да се отбележи, че всяка линия, влизаща в повърхността, го напуска. Следователно полученият поток през затворена повърхност винаги е нула.

---