什麼是霍耳效應,什麼是霍爾效應?高中物理。

時間 2021-08-30 09:28:10

1樓:

在半導體上通以電流並把它放在磁場中,如果磁場與電流的方向相垂直,則在磁場的作用下,載流子(電子或空穴)的運動方向發生偏轉。這樣,在垂直於電流和磁場的方向上就會形成電荷積累,出現電勢差。這一現象稱為霍耳效應。

利用霍耳效應可以製成霍耳器件,還可以測量半導體材料的導電型別、載流子濃度和遷移率。

霍耳效應是2023年美國物理學家霍耳研究載流導體在磁場中導電的性質時發現的一種電磁效應。他在長方形導體薄片上通以電流,沿電流的垂直方向加磁場,發現在與電流和磁場兩者垂直的兩側面產生了電勢差。後來這個效應廣泛應用於半導體研究。

一百年過去了。2023年一種新的霍耳效應又被發現。這就是德國物理學家馮·克利青從金屬-氧化物-半導體場效應電晶體(mosfet)發現的量子霍耳效應。

2023年諾貝爾物理學獎授予德國斯圖加特固體研究馬克斯·普朗克研究所的馮·克利青(klaus von klitzing,1943-),以表彰他發現了量子霍耳效應。

2樓:寧靜o致遠

霍爾效應在2023年被e.h. 霍爾發現,它定義了磁場和感應電壓之間的關係,這種效應和傳統的感應效果完全不同。

當電流通過一個位於磁場中的導體的時候,磁場會對導體中的電子產生一個橫向的作用力,從而在導體的兩端產生電壓差。

雖然這個效應多年前就已經被大家知道並理解,但基於霍爾效應的感測器在材料工藝獲得重大進展前並不實用,直到出現了高強度的恆定磁體和工作於小電壓輸出的訊號調節電路。根據設計和配置的不同,霍爾效應感測器可以作為開/關感測器或者線性感測器。

什麼是霍爾效應?高中物理。

3樓:雪月森林

霍爾效應由美國物理學家e.霍爾於2023年在實驗中發現,以其人名命名並流傳於世。其核心理論就是,帶電粒子(例如電子)在磁場中運動時會受到洛倫茲力的作用發生偏轉,那麼在磁場中的電流也有可能發生偏轉。

當電流垂直於外磁場通過半導體時,載流子發生偏轉,在導體兩端堆積電荷從而在導體內部產生電場,其方向垂直於電流和磁場的方向。當電場力和洛倫茲力相平衡時,載流子不再偏轉。而此時半導體的兩端會形成電勢差,這一現象就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。

總的來說,霍爾效應其實是電訊號與磁訊號的橋樑,任何電訊號轉換為磁訊號的地方都可以有霍爾感測器。

4樓:匿名使用者

當電流垂直於外磁場通過導體時,在導體的垂直於磁場和電流方向的兩個端面之間會出現電勢差,這一現象就是霍爾效應。這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應應使用左手定則判斷。

何謂霍爾效應?其物理本質是什麼

5樓:月似當時

霍爾效應是指當固體導體放置在一個磁場內,且有電流通過時,導體內的電荷載子受到洛倫茲力而偏向一邊,繼而產生電壓(霍爾電壓)的現象。其物理本質是電磁效應的一種。

在導體上外加與電流方向垂直的磁場,會使得導線中的電子受到洛倫茲力而聚集,從而在電子聚集的方向上產生一個電場,此一電場將會使後來的電子受到電力作用而平衡掉磁場造成的洛倫茲力,使得後來的電子能順利通過不會偏移。

電壓所引致的電場力會平衡洛倫茲力。通過霍爾電壓的極性,可證實導體內部的電流是由帶有負電荷的粒子(自由電子)之運動所造成。霍爾效應於2023年由埃德溫·赫伯特·霍爾(edwin herbert hall)發現。

除導體外,半導體也能產生霍爾效應,而且半導體的霍爾效應要強於導體。

擴充套件資料

根據霍爾效應做成的霍爾器件,就是以磁場為工作**,將物體的運動參量轉變為數字電壓的形式輸出,使之具備感測和開關的功能。

已在現代汽車上廣泛應用的霍爾器件有:在分電器上作訊號感測器、abs系統中的速度感測器、汽車速度表和里程錶、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態診斷、發動機轉速及曲軸角度感測器、各種開關,等等。

例如汽車點火系統,設計者將霍爾感測器放在分電器內取代機械斷電器,用作點火脈衝發生器。這種霍爾式點火脈衝發生器隨著轉速變化的磁場在帶電的半導體層內產生脈衝電壓,控制電控單元(ecu)的初級電流。

相對於機械斷電器而言,霍爾式點火脈衝發生器無磨損免維護,能夠適應惡劣的工作環境,還能精確地控制點火正時,能夠較大幅度提高發動機的效能,具有明顯的優勢。

用作汽車開關電路上的功率霍爾電路,具有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道,轎車的自動化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾。

而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈、空調電機和雨刮器電機在開關時會產生浪湧電流,使機械式開關觸點產生電弧,產生較大的電磁干擾訊號。採用功率霍爾開關電路可以減小這些現象。

6樓:v電

霍爾效應:

霍爾效應是電磁效應的一種,這一現象是美國物理學家霍爾(a.h.hall,1855—1938)於2023年在研究金屬的導電機制時發現的。

當電流垂直於外磁場通過導體時,載流子發生偏轉,垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場,從而在導體的兩端產生電勢差,這一現象就是霍爾效應,這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應應使用左手定則判斷。

霍爾效應在2023年被物理學家霍爾發現,它定義了磁場和感應電壓之間的關係,這種效應和傳統的電磁感應完全不同。當電流通過一個位於磁場中的導體的時候,磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的的作用力,從而在垂直於導體與磁感線的兩個方向上產生電勢差。 雖然這個效應多年前就已經被人們知道並理解,但基於霍爾效應的感測器在材料工藝獲得重大進展前並不實用,直到出現了高強度的恆定磁體和工作於小電壓輸出的訊號調節電路。

根據設計和配置的不同,霍爾效應感測器可以作為開/關感測器或者線性感測器,廣泛應用於電力系統中。

霍爾電流表的工作原理:

1、霍爾電流表利用霍爾電流感測器將大電流訊號轉變為小電流訊號供儀表測量電路使用,一般可交直流兩用。後續電路同普通交直流電流表。

2、霍爾效應在2023年被e.h. 霍爾發現,它定義了磁場和感應電壓之間的關係,這種效應和傳統的感應效果完全不同。

當電流通過一個位於磁場中的導體的時候,磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的的作用力,從而在導體的兩端產生電壓差。

3、霍爾電流感測器是利用霍爾效應將一次大電流變換為二次微小電壓訊號的感測器。實際設計的霍爾感測器往往通過運算放大器等電路,將微弱的電壓訊號放大為標準電壓或電流訊號。

上述原理製作而成的霍爾電流感測器,被稱為【開環式霍爾電流感測器】。

4、為了提高感測器效能,對【開環式霍爾電流感測器】稍作改造,就是利用一個補償繞組產生磁場,通過閉環控制,使其與被測電流產生的磁場大小相等,方向相反,達到互相抵消的效果,此時,補償繞組中的電流正比與被測電流的大小,這種感測器,被稱為【閉環式霍爾電流感測器】或【磁平衡式霍爾電流感測器】或【零磁通霍爾電流感測器】。

其工作原理圖如下:

被測電流in流過導體產生的磁場,由通過霍爾元件輸出訊號控制的補償電流im流過次級線圈產生的磁場補償,當原邊與副邊的磁場達到平衡時,其補償電流im即可精確反映原邊電流in值。

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