Si le preguntas a una persona familiarizada con la física enEl nivel de conocimiento básico de lo que es el efecto Hall y dónde se aplica, no hay respuesta. Sorprendentemente, en las realidades del mundo moderno esto sucede con bastante frecuencia. De hecho, el efecto Hall se usa en muchos dispositivos eléctricos. Por ejemplo, las unidades de disco de computadora una vez populares para disquetes determinaron la posición inicial del motor usando generadores Hall. Los sensores correspondientes "migraron" a los circuitos de las unidades de CD modernas (tanto CD como DVD). Además, las aplicaciones incluyen no solo diversos instrumentos de medición, sino incluso generadores de energía eléctrica basados en la conversión de calor en una corriente de partículas cargadas bajo la influencia de un campo magnético (MHD).
Edwin Herbert Hall en 1879, realizando experimentos conEn una placa conductora, descubrí un fenómeno sin causa, a primera vista, de la aparición de potencial (voltaje) durante la interacción de una corriente eléctrica y un campo magnético. Pero lo primero es lo primero.
Hagamos un pequeño experimento mental:tome una placa de metal y pase una corriente eléctrica a través de ella. A continuación, lo colocamos en un campo magnético externo para que las líneas de intensidad de campo estén orientadas perpendicularmente al plano de la placa conductora. Como resultado, surge una diferencia potencial en las caras (en la dirección de la corriente). Este es el efecto Hall. La razón de su aparición es el conocido poder de Lorentz.
Hay una manera de determinar la magnitud del voltaje resultante (a veces llamado potencial Hall). La expresión general toma la forma:
Uh = Eh * H,
donde H es el grosor de la placa; Eh es la fuerza del campo externo.
Dado que el potencial surge deredistribución de portadores de carga en el conductor, entonces es limitado (el proceso no continúa indefinidamente). El movimiento transversal de las cargas se detendrá en el momento en que el valor de la fuerza de Lorentz (F = q * v * B) sea igual a la contrarrestación q * Eh (q es la carga).
Como la densidad de corriente J es igual al producto de la concentración de cargas, su velocidad y valor unitario q, es decir
J = n * q * v,
en consecuencia
v = J / (q * n).
De aquí sigue (después de haber conectado la fórmula con la tensión):
Eh = B * (J / (q * n)).
Combine todo lo anterior y determine el potencial de la sala a través del valor de la carga:
Uh = (J * B * H) / n * q).
El efecto Hall sugiere que a veces enEn metales, se observa la conducción del agujero en lugar del electrón. Por ejemplo, es cadmio, berilio y zinc. Al estudiar el efecto Hall en semiconductores, nadie dudaba de que los portadores de carga fueran "agujeros". Sin embargo, como ya se indicó, esto se aplica a los metales. Se creía que durante la distribución de cargas (la formación del potencial Hall), el vector general estará formado por electrones (signo negativo). Sin embargo, resultó que no los electrones crean la corriente en el campo. En la práctica, esta propiedad se usa para determinar la densidad de los portadores de carga en un material semiconductor.
No menos famoso es el efecto cuántico Hall (1982año). Es una de las propiedades de la conductividad de un gas electrónico bidimensional (las partículas solo pueden moverse libremente en dos direcciones) bajo temperaturas ultrabajas y altos campos magnéticos externos. Al estudiar este efecto, se descubrió la existencia de "fragmentación". Parecía que la carga no está formada por portadores individuales (1 + 1 + 1), sino por partes constituyentes (1 + 1 + 0.5). Sin embargo, resultó que no se violaron leyes. De acuerdo con el Principio de Pauli, se crea una especie de vórtice alrededor de cada electrón en un campo magnético desde los cuantos de la corriente misma. Con el aumento de la intensidad de campo, surge una situación cuando la correspondencia "un electrón = un vórtice" deja de cumplirse. Cada partícula tiene varios cuantos de flujo magnético. Estas nuevas partículas son precisamente la razón del resultado fraccional en el efecto Hall.
