何謂霍爾效應?其物理本質是什麼霍爾效應的物理本質是什麼?

2021-03-04 06:59:47 字數 5522 閱讀 1364

1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。

2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。

霍爾效應的物理本質是什麼?

3樓:科學普及交流

固體材料中的載流子在外加磁場中運動時,因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發生偏移,並在材料兩側產生電荷積累,形成垂直於電流方向的電場,最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡,從而在兩側建立起一個穩定的電勢差即霍爾電壓。正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾係數。平行電場和電流強度之比就是電阻率。

大量的研究揭示:參加材料導電過程的不僅有帶負電的電子,還有帶正電的空穴。

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,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。

4樓:記憶獅子座

負電荷與電流方向相反偏轉方向相同

5樓:匿名使用者

物理本質:導體中的電荷在電場作用下沿電流方向運動,由於存在垂直於電流方向的磁場,電荷受到洛倫茲力,產生偏轉,偏轉的方向垂直於電流方向和磁場方向,而且正電荷和負電荷偏轉的方向相反,這樣就產生了電勢差。

6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,這一現象便是霍爾效應。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。電荷在磁場中受到洛倫茲力,產生偏轉,正電荷和負電荷分別偏向導體的兩邊,產生電勢差。

什麼是霍爾效應?高中物理。

7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。

8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。

高中物理:霍爾效應什麼是霍爾效應

9樓:匿名使用者

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(e.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。

什麼是霍爾效應?用什麼原理來解析霍爾效應產生的機理?

10樓:彩票軟體製作者

霍爾效應是指金屬在磁場中運動時,金屬中的載流子(自由電荷)隨金屬一起運動,受磁場力作用而重新分佈的現象。此效應常用來判斷金屬中的載流子型別。

什麼是霍爾效應?簡述霍爾電流表的工作原理

11樓:愛做作業的學生

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(e.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半導體時,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,從而在半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。霍爾效應使用左手定則判斷。

霍爾電流表的工作原理: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。

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相關效應

1、量子霍爾效應:

(1)、整數量子霍爾效應:量子化電導e2/h被觀測到,為彈道輸運(ballistic transport)這一重要概念提供了實驗支援。

(2)、分數量子霍爾效應:勞赫林與j·k·珍解釋了它的起源。兩人的工作揭示了渦旋(vortex)和準粒子(quasi-particle)在凝聚態物理學中的重要性。

2、熱霍爾效應:垂直磁場的導體會有溫度差。

3、corbino效應:垂直磁場的薄圓碟會產生一個圓周方向的電流。

4、自旋霍爾效應

5、量子反常霍爾效應

12樓:吉祥如意

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。

霍爾效應磁場係數是什麼,什麼是霍爾效應什麼叫霍爾電勢差什麼叫霍爾係數

霍爾系bai 數 又稱霍爾常數 rh 在磁場du不太強 zhi時,霍爾電勢差uh與激勵電流i和磁感應dao強度b的乘積版成正比,與霍爾片的權厚度 成反比,即uh rh i b 式中的rh稱為霍爾係數,它表示霍爾效應的強弱。另rh 即霍爾常數等於霍爾片材料的電阻率 與電子遷移率 的乘積。什麼是霍爾效應...

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