Che cos'è l'effetto Hall: il funzionamento e il suo esperimento?

L'effetto Hall è una tecnica di misura della tensione trasversale. Fu proposto da Edwin Hall nell'anno 1879. Lo scopo di questo effetto è studiare il comportamento della corrente trasportata nei rispettivi conduttori presenti nei circuiti. Viene utilizzato anche in varie applicazioni sensoriali come sensori di pressione, sensori di corrente, ecc… Per la misura dell'intensità del campo magnetico nel circuito vengono utilizzati sensori ad effetto hall. La misurazione di questo campo magnetico porta allo studio della corrente nel conduttore. Che cos'è l'effetto Hall? Il flusso di corrente nel conduttore determina la generazione della forza trasversale sui vettori in movimento che possiedono determinate cariche. Una volta applicata la forza, l'accumulo si forma sui lati del conduttore. Quindi, risulta nella generazione della tensione. Questo effetto è noto come effetto Hall perché questa tensione è responsabile dello studio della corrente evoluta nei conduttori. Questo effetto può essere misurato con il tipo di sensori noti come sensori ad effetto Hall. Sensore ad effetto HallQuesti sensori sono utilizzati nella misurazione della grandezza dell'intensità del campo magnetico. Una volta rilevato il campo magnetico nel circuito, viene generata una tensione. Questa tensione è indicata come tensione di Hall. Questa tensione è responsabile della rilevazione della densità del flusso magnetico. Questi sensori agiscono generalmente come trasduttori lineari. Principio di funzionamento Il principio coinvolto nel sensore ad effetto Hall è simile a quello della tensione di Hall. Si consideri un conduttore con una striscia sottile ed è provvisto dell'alimentazione elettrica. Una volta fornita la corrente al conduttore, la carica scorre in direzione rettilinea in una linea perpendicolare alla direzione del campo magnetico del conduttore. In questo modo, alcuni portatori come gli elettroni verranno raccolti su un lato del campo.Sensore ad effetto Hall Ora il piano del conduttore è suddiviso in due modi. Un lato agisce come caricato positivamente e l'altro come caricato negativamente. A causa di questa differenza di potenziale, viene generata la tensione. Questo è indicato come la tensione di Hall. Fino a quando non si ottiene l'equilibrio, i portatori di carica tendono a spostarsi da un lato all'altro. Questo cambia il valore del flusso magnetico. Una volta interrotta la separazione nel conduttore, si ottiene il valore di densità del flusso magnetico. In questo modo, il sensore ad effetto Hall funziona.EsperimentoOra discutiamo dell'esperimento dell'effetto Hall.Obiettivo: determinare il valore della tensione di Hall.Apparecchio richiesto Due solenoidi.Alimentazione di corrente costante.Quattro sonde.Metri Gauss digitali.Apparecchio ad effetto Hall con il generatore di corrente costante (CCG), le sonde e il voltmetro digitale. Teoria Quando l'alimentazione di corrente viene fornita al materiale conduttore e viene posta tra i solenoidi presenti nella direzione perpendicolare dei campi magnetici. La tensione viene generata a causa della differenza di potenziale tra i lati del materiale. Questa tensione è nota come tensione di Hall. Questa tensione è responsabile per determinare il tipo di materiale.Effetto Hall in ConductorL'equazione che determina la tensione di Hall è Dove 'I' è corrente, 'B' rappresenta il campo magnetico e 't' denota lo spessore del materiale.Qui RH rappresenta il coefficiente della tensione di Hall.Procedura Stabilire il collegamento tra la sorgente di corrente che è costante con i solenoidi.Il set di quattro sonde è previsto il collegamento con il gaussmetro e trattenuto tra i solenoidi.Accendere il misuratore e la corrente sorgente.Variando la corrente presente nei solenoidi con una certa quantità fissa di intervalli di corrente attraverso determinati valori. Con il gaussmetro si annotano le letture. Quindi spegnere l'interruttore del contatore e la sorgente della corrente. Quindi la manopola viene ruotata verso il valore minimo della corrente. La sonda di Hall è fissata sul supporto di legno. Quindi la coppia di fili disponibili in colore verde viene collegata a CCG. La restante coppia di fili rossi è collegata al voltmetro nell'apparato della Hall.Sostituire le sonde con le sonde dell'apparato. Conservare il materiale da identificare tra i terminali dei solenoidi. Quindi accendere i rispettivi dispositivi collegati. Aumentare il valore della corrente da CCG. Al campo magnetico presente misurare i diversi valori della Hall Voltage.Lo spessore del campione posto può essere misurato dall'apparato chiamato a vite-calibro.Quindi calcolare il coefficiente di hall e la concentrazione del vettore.RisultatiPer determinare il valore di la Tensione di Hall = ________.Coefficiente di Hall del materiale posato = _________.Applicazioni dell'Effetto HallEsistono varie applicazioni dell'Effetto Hall. Alcuni di essi sono elencati come segue: Le sonde presenti nei dispositivi Hall sono utilizzate nei magnetometri. I dispositivi che eseguono l'effetto Hall sono immuni da polvere, sporco, ecc… quindi questi dispositivi possono essere utilizzati come elementi di rilevamento del posizione, in un altro rilevamento elettronico. È molto utile nel rilevamento del campo magnetico per applicazioni industriali. Il sensore che possiede l'effetto Hall può essere utilizzato nelle automobili per il rilevamento dei livelli di carburante. Questi sensori a effetto sono utili nell'elettronica digitale. In questo modo , sono varie le applicazioni coinvolte nel dispositivo che esegue l'Effetto Hall. Generalmente esistono due tipi di sensori basati sulla relazione che esiste tra la densità del flusso magnetico e la tensione di Hall, sono sensori lineari e di soglia. In questi sensori, se la relazione tra il flusso magnetico e la tensione generata in uscita è lineare, allora i sensori vengono definiti sensori lineari. Ma nei sensori di soglia, per ogni valore della densità del flusso magnetico, si osservava una diminuzione della tensione generata in uscita. Ora puoi descrivere quale tipo di sensore è più ampiamente preferito per le applicazioni elettroniche digitali?

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