Mga kategorya: Kagiliw-giliw na mga katotohanan, Mga bagyong elektrisista
Bilang ng mga tanawin: 97676
Mga puna sa artikulo: 4
Epekto ng Hall at sensor batay dito
Ang epekto ng Hall ay natuklasan noong 1879 ng American scientist na si Edwin Herbert Hall. Ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod (tingnan ang figure). Kung ang isang kasalukuyang dumaan sa isang conductive plate at isang magnetic field ay nakadirekta patayo sa plato, kung gayon ang boltahe ay lilitaw sa direksyon na lumilipat sa kasalukuyang (at ang direksyon ng magnetic field): Uh = (RhHlsinw) / d, kung saan ang Rh ay ang koepisyent ng Hall, na nakasalalay sa materyal ng conductor; H ay ang lakas ng magnetic field; Ako ang kasalukuyang nasa conductor; ay ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng kasalukuyang at ang magnetic field induction vector (kung w = 90 °, sinw = 1); d ay ang kapal ng materyal.
Dahil sa ang katunayan na ang epekto ng output ay natutukoy ng produkto ng dalawang dami (H at I), ang mga sensor ng Hall ay malawakang ginagamit. Ipinapakita sa talahanayan ang mga koepisyentong Hall para sa iba't ibang mga metal at haluang metal. Mga Disenyo: Т - temperatura; Ang B ay ang magnetic flux; Rh - Koepisyent ng Hall sa mga yunit ng m3 / C.
Ang mga switch ng proximity ng Hall batay sa epekto ng Hall ay ginamit sa ibang bansa mula pa nang pasimula ng 70s. Ang mga bentahe ng switch na ito ay mataas na pagiging maaasahan at tibay, maliit na sukat, at ang mga kawalan ay ang patuloy na pagkonsumo ng enerhiya at isang medyo mataas na gastos.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng generator ng Hallngunit
Ang sensor ng Hall ay may isang slotted na disenyo. Ang isang semiconductor ay matatagpuan sa isang bahagi ng puwang, kung saan kasalukuyang dumadaloy kapag naka-on ang pag-aapoy, at sa kabilang banda, isang permanenteng magnet.
Sa isang magnetic field, ang paglipat ng mga electron ay apektado ng isang puwersa. Ang puwersa ng vector ay patayo sa direksyon ng parehong magnetic at electric komponen ng larangan.
Kung ang isang semiconductor wafer (halimbawa, mula sa indium arsenide o indium antimonide) ay ipinakilala sa isang magnetic field sa pamamagitan ng induction sa isang electric current, kung gayon ang isang potensyal na pagkakaiba ay lumitaw sa mga panig, patayo sa direksyon ng kasalukuyang. Ang boltahe ng Hall (Hall EMF) ay proporsyonal sa kasalukuyang at magnetic induction.
May isang puwang sa pagitan ng plate at magnet. Sa puwang ng sensor ay isang bakal na screen. Kung walang screen sa agwat, ang isang magnetic field ay kumikilos sa semiconductor plate at ang potensyal na pagkakaiba ay tinanggal mula dito. Kung mayroong isang screen sa agwat, kung gayon ang mga magnetikong linya ng puwersa na malapit sa screen at hindi kumilos sa plato, sa kasong ito, ang potensyal na pagkakaiba ay hindi nangyayari sa plato.
Ang pinagsamang circuit ay nagko-convert ng potensyal na pagkakaiba na nilikha sa plato sa mga negatibong boltahe ng boltahe ng isang tiyak na halaga sa output ng sensor. Kapag ang screen ay nasa puwang ng sensor, magkakaroon ng boltahe sa output nito, kung walang screen sa puwang ng sensor, kung gayon ang boltahe sa output ng sensor ay malapit sa zero.
Fractional kabuuan Hall epekto
Karamihan ay isinulat tungkol sa epekto ng Hall, ang epekto na ito ay ginagamit nang malawak sa teknolohiya, ngunit ang mga siyentipiko ay patuloy na pinag-aralan ito. Noong 1980, pinag-aralan ng pisika ng Aleman na si Klaus von Klitzung ang pagpapatakbo ng Hall epekto sa mga temperatura ng ultralow. Sa isang manipis na plato ng semiconductor, unti-unting binago ni von Klitzung ang lakas ng magnetic field at natagpuan na ang paglaban sa Hall ay hindi nagbabago nang maayos, ngunit sa mga jumps. Ang laki ng jump ay hindi nakasalalay sa mga katangian ng materyal, ngunit isang kombinasyon ng mga pangunahing pisikal na constants na hinati ng isang pare-pareho ang bilang. Ito ay na ang mga batas ng mga mekanika ng kabuuan sa paanuman ay nagbago ng likas na katangian ng Hall epekto. Ang kababalaghan na ito ay tinawag na integral quantum Hall effect. Para sa pagtuklas na ito, natanggap ni von Klitzung ang Nobel Prize sa Physics noong 1985.
Dalawang taon pagkatapos ng pagtuklas ni von Klitzung sa laboratoryo ng Teleponong Bell (ang isa kung saan binuksan ang transistor), pinag-aralan ng mga empleyado ng Stormer at Tsui ang kabuuan ng epekto ng Hall gamit ang isang natatanging malinis na sample ng malaking gallium arsenide na ginawa sa parehong laboratoryo.Ang sample ay tulad ng isang mataas na antas ng kadalisayan na ang mga elektron ay naipasa ito mula sa dulo hanggang katapusan nang hindi nakatagpo ng mga hadlang. Ang eksperimento ng Stormer at Tsui ay naganap sa mas mababang temperatura (halos ganap na zero) at may mas malakas na magnetikong larangan kaysa sa eksperimentong von Klitzung (isang milyong beses na higit pa kaysa sa Magnetic field ng Earth).
Sa sobrang laking sorpresa nila, natagpuan ng Stormer at Tsui ang isang paglukso sa paglaban sa Hall nang tatlong beses na mas malaki kaysa kay von Klitzung. Pagkatapos ay natuklasan nila ang higit pang mga paglukso. Ang resulta ay ang parehong kumbinasyon ng mga pisikal na constants, ngunit nahahati hindi sa isang integer, ngunit sa pamamagitan ng isang fractional number. Sisingilin ng mga pisiko ang isang elektron bilang isang palagiang hindi mahahati sa mga bahagi. At sa eksperimento na ito, tulad ng mga ito, ang mga partikulo na may fractional na mga singil ay lumahok. Ang epekto ay tinawag na fractional quantum Hall effect.
Isang taon pagkatapos ng pagtuklas na ito, isang empleyado ng La Flin laboratory ang nagbigay ng paliwanag sa teoretikal tungkol sa epekto. Sinabi niya na ang kumbinasyon ng ultra-mababang temperatura at isang malakas na magnetic field ay nagiging sanhi ng mga electron na bumubuo ng isang hindi maipapantas na likido ng dami. Ngunit ang figure na gumagamit ng mga computer graphics ay nagpapakita ng daloy ng mga electron (bola) na tumusok sa eroplano. Ang mga kawalang-galang sa eroplano ay kumakatawan sa pamamahagi ng singil ng isa sa mga elektron sa pagkakaroon ng isang magnetic field at singil ng iba pang mga elektron. Kung ang isang elektron ay idinagdag sa isang dami ng likido, kung gayon ang isang tiyak na halaga ng quasiparticles na may isang fractional charge ay nabuo (sa figure na ito ay ipinapakita bilang isang hanay ng mga arrow para sa bawat elektron).
Noong 1998, sina Horst Stormer, Daniel Tsui, at Robert Laughlin ay iginawad sa Nobel Prize sa Physics. Sa kasalukuyan, si H. Stormer ay isang propesor ng pisika sa Columbia University, si D. Tsui ay isang propesor sa Princeton University, at si R. Laughlin ay isang propesor sa Stanford University.
Metal (haluang metal)
T, ° C
B, T
R, mj/ k
Aluminyo
-190
0,54
-0,22
0
0,54
-0,33
+300
0,54
-0,39
+600
0,54
-0,41
Ginto
-190
0,54
-0,715
0
0,54
-0,695
+300
0,54
-0,721
+600
0,54
-0,785
Pilak
-190
0,54
-0,925
0
0,54
-0,909
+300
0,54
-0,949
+600
0,54
-1,002
Copper
-190
0,54
-0,56
0
0,54
-0,513
+300
0,54
-0,543
+600
0,54
-0,587
Bakal
+26
0,3...1,7
+5,5
Cobalt
+ 100
0,1...1,6
+8,65
+300
0,1 ...1,6
+21,2
+460
0,1... 1,6
+89,4
+960
0,2... 1
+200
Antimonya morgan
+20
0...2
+ 1200
+320
0...2
+10500
Chrome na nagsasabi
0
0-1,6
-31500
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: