Ефект Холла
У 1879 р американський фізик Едвін Холл помістив тонку золоту прямокутну пластинку в сильне магнітне поле, перпендикулярне її площині. Нехай X і х ‘позначають одну пару паралельних сторін прямокутника, а у і у’ – іншу. Вчений підключив боку х і х ‘до полюсів батареї, так що через пластинку потік струм в напрямку х. З подивом Хол виявив, що між сторонами у і у ‘виникло невелике електричну напругу. Воно виявилося пропорційним добутку щільності струму на величину магнітного поля В. Багато років ефект Холла не знаходив практичного застосування через малість створюваного напруги. Проте в другій половині XX в. ефект Холла виявився дуже корисним в незліченну числі наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок. Відзначимо, що Холл виявив виникнення крихітного напруги за 18 років до відкриття електрона!
Константа Холла RH дорівнює відношенню індукованого електричного поля Еу до твору щільності струму jx на Bz: RH = Еу / {j [XB2). Ставлення виникає уздовж осі у напруги до сили струму називається холлівських опором. І константа Холла, і холлівських опір – характеристики досліджуваної речовини. Ефект Холла виявився дуже корисний при вимірюванні магнітного поля або щільності носіїв струму. Ми використовуємо термін “носії струму” замість звичного “електрони”, тому що в принципі струм може створюватися та іншими зарядженими частинками, а не тільки електронами (наприклад, позитивно зарядженими носіями струму – так званими дірками).
У наші дні на ефекті Холла працюють різноманітні датчики – для реєстрації магнітного поля, потоку рідини, тиску, а також в автомобільних розподільниках запалювання. У 1980 р німецький фізик Клаус фон Клітцинг відкрив квантовий ефект Холла, зауваживши, що в сильних магнітних полях і при низьких температурах на графіку залежності холловського опору від магнітного поля спостерігаються “сходинки” (плато).
Related posts:
- Поверхневий ефект в провіднику. Скін-ефект Змінний струм супроводжується електромагнітними явищами, які призводять до витіснення електричних зарядів з центру провідника на його периферію. Цей ефект називається – поверхневим ефектом, або скін-ефектом. В результаті цього ефекту струм стає неоднорідним. На периферії ток виявляється більшим за величиною, ніж в центрі. Це відбувається через відмінності в щільності вільних носіїв зарядів в перпендикулярному перетині провідника […]...
- Закон Ампера: визначення На прямолінійний ділянку провідника Δl, по якому тече струм l, в магнітному полі з індукцією В діє сила F. Для обчислення цієї сили використовують вираз: F = B | I | Δlsinα, Де α – кут між вектором В і напрямком відрізка провідника зі струмом (елементом струму); за напрямок елемента струму приймають напрям, в якому […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Виявлення магнітного поля за його дії на електричний струм Ми знаємо, що магніти діють на провідники, притягаючи або відштовхуючи їх. Якщо магніт піднести до цвяху, то цвях притягнеться до магніту. У разі, коли ми маємо не просто провідник, а провідник з струмом, то на нього стороннє магнітне поле теж буде діяти, змушуючи рухатися. Експерименти по виявленню магнітного поля Це встановили в результаті неодноразових експериментів, […]...
- Пасивні елементи електричного кола Резистор, індуктивність і ємність є пасивними елементами електричного кола. Резистор r або активний опір ланцюга – це елемент, в якому відбувається розсіювання енергії у вигляді тепла або перетворення електричної енергії в інший вид енергії: світлову, хімічну або механічну. Індуктивність L і ємність C називаються реактивними елементами ланцюга, в них відбуваються накопичення енергії у вигляді магнітного […]...
- Змінний струм Змінний струм – це коливання, які можуть відбуватися в ланцюзі в результаті підключення її до джерела змінної напруги. Всіх нас оточує саме змінний струм – він є у всіх ланцюгах в квартирах, передача по проводах відбувається саме струму змінної напруги. Однак, практично всі споживачі електричного струму працюють від постійно електрики. Саме тому на виході з […]...
- Електромагнетизм Електромагнетизм – це явище, що спостерігається в металах, яке виникає при взаємодії електричного струму і магнетизму, тобто явище, що ілюструє нерозривний зв’язок двох важливих характеристик металу. Історія появи поняття магнітного поля навколо провідника зі струмом нерозривно пов’язана з іменем датського фізика Ханса Крістіана Ерстеда. Саме він вперше зафіксував явище електромагнетизму при проведенні відкритої лекції, коли […]...
- П’єзоелектричний ефект “Будь-яке [наукове] відкриття, наскільки б незначним воно не було, вже є неминуще досягнення”, – писав Марії Склодовської-Кюрі французький фізик П’єр Кюрі за рік до їх одруження, закликаючи приєднатися до нього в “їх наукової мрії”. У підлітковому віці П’єр Кюрі був закоханий у математику, особливо в стереометрію, яка пізніше виявилася корисною йому в дослідженнях з кристалографії. […]...
- Опір провідника Закон Ома допомагає визначити силу струму через провідник, даючи можливість оцінити теплове, хімічне і магнітне дію електричного струму. Для існування постійного струму в провіднику необхідно підтримувати незмінною різниця потенціалів між його кінцями. З ростом цієї різниці потенціалів напруженість поля в провіднику збільшується, і вільні заряди провідника набувають більшу швидкість, а значить, зростає сила струму через […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Анодний ефект Виникнення анодного ефекту пов’язано з порушенням змочування електролітом вугільного анода: якщо при нормальному перебігу електролізу розплав добре змочує поверхню анода і бульбашки газу легко від неї відокремлюються, то при анодному ефекті газ відтісняє електроліт від електрода, утворюється плівка газу на аноді, що викликає різке підвищення напруги на промислових ваннах-с 4,0-4,2 В при нормальному електролізі до […]...
- Термоелектричний ефект. Історія відкриття Про відкриття німецького фізика Йоганна Зеебека, який, експериментуючи зі сплавами, виявив термоелектричний струм, заклавши тим самим основи для робіт в області термоелектрики. У 1821 році, 51 річний житель Берліна, уродженець Естонського міста Ревель, професор Прусського королівського наукового товариства, фізик Томас Йоган Зеєбек (1770 – 1831гг.) Повідомив про свій унікальний, тільки що зроблене відкриття. Про відкриття […]...
- Магнітне поле прямолінійного провідника зі струмом Для отримання спектру магнітного поля прямого провідника зі струмом провідник пропускають крізь лист картону. На картон насипають тонкий шар залізної тирси, і тирсу злегка струшують. Під дією магнітного поля залізні ошурки розташовуються по концентричних колах. По дотичних до них розташуються і магнітні стрілки навколо такого провідника зі струмом. Таким чином, лінії магнітної індукції магнітного поля […]...
- Характеристика правила Ленца Магнітний потік, зміна якого призводить до появи індукційного струму в контурі, ми будемо називати зовнішнім магнітним потоком. А саме магнітне поле, яке створює цей магнітний потік, ми будемо називати зовнішнім магнітним полем. Навіщо нам ці терміни? Справа в тому, що індукційний струм, що виникає в контурі, створює своє власне магнітне поле, яке за принципом суперпозиції […]...
- Стабілітрони Стабілітрони – це діоди, що використовують ділянку вольт-амперної характеристики р-я-переходу, відповідний зворотному електричного пробою (рис. 1.5, а). Стабілітрону, як показує сама назва, властива стабільність, тобто незмінність падіння напруги на ньому при змінах в кілька разів струму, що протікає через нього. Завдяки цій властивості, стабілітрони широко застосовуються в якості джерел опорної напруги, яке має залишатися незмінним […]...
- Правило Ленца – доповідь Отже, давайте розглянемо потік (зовнішній), який призводить до появи індукційного струму, а також саме поле (зовнішнє), що приводить до утворення потоку. Отже, якщо деяка зміна потоку призводить до появи струму в провіднику, то навколо цього провідника також буде утворюватися власне магнітне поле, яке має потік. Якщо існує два різних магнітних поля, то за принципом суперпозиції […]...
- Електромагнітна індукція Ми вже знаємо, що електричний струм, рухаючись по провіднику, створює навколо нього магнітне поле. На основі цього явища людина винайшла і широко застосовує найрізноманітніші електромагніти. Але виникає питання: якщо електричні заряди, рухаючись, створюють виникнення магнітного поля, а чи не працює це і навпаки? Тобто, чи може магнітне поле бути причиною виникнення електричного струму в провіднику? […]...
- Енергія магнітного поля Згадаймо другий досвід з лампочкою, яка не горить при замкнутому ключі і яскраво спалахує при розмиканні ланцюга. Ми безпосередньо спостерігаємо, що після розмикання ключа в лампочці виділяється енергія. Але звідки ця енергія береться? Береться вона, ясна річ, з котушки – більше нізвідки. Але що за енергія була запасена в котушці і як обчислити цю енергію? […]...
- Індуктивний ефект Якщо вплив заступника передається за участю s-зв’язків, то відбувається поступова зміна електронного стану зв’язків. Така поляризація називається індуктивним ефектом (I), зображується стрілкою в напрямку зсуву електронної щільності: СН3-СН2 → Cl, HO ← СН2-СН2 → Cl, СН3-СН2 → COOH, СН3-СН2 → NO2 і т. д. Індуктивний ефект обумовлений прагненням атома або групи атомів подавати або відтягувати […]...
- Котушка індуктивності в ланцюзі змінного струму Індуктивність в ланцюзі змінного струму буде впливати на силу змінного струму. Перевіримо це на наступному досвіді. Візьмемо два джерела живлення. Один з них нехай буде джерелом постійної напруги, а другий – змінного. Причому підберемо джерела так, щоб постійне значення напруги дорівнювало чинному значенням змінної напруги. Підключимо до них за допомогою перемикача ланцюг, що складається з […]...
- Як знайти індуктивність Формули індуктивності будуть виглядати наступним чином: Ф = LI (магнітний потік в контурі); Е = LdI / dt (ЕРС самоіндукції). ЕРС визначає енергію магнітного поля, від цієї величини залежить протидія системи при зміні струму. При цьому ЕРС самоіндукції спрямована протилежно останньому. Переклад слова “індукція” з латинської мови (induct) – спонукання, наведення. Виходячи зі сказаного, зрозуміло, […]...
- Ефект Зеєбека Ефект Зеєбека (ЕЗ) представляє процес появи різниці потенціалів разом з’єднання двох різних матеріалів внаслідок нагрівання зазначеної області. Даний ефект був отриманий Зеєбеком в 1822 році. Саме тоді він провів досвід нагрівання контакту з двох матеріалів, використовуючи для цього вісмут і сурму. Для фіксування одержуваних змін був використаний гальванометр. Притримуючи стик з’єднаних матеріалів, він побачив, що […]...
- Активний і реактивний опір: властивості і різновиди Розглянемо два види цього опору: ємнісний і індуктивний. Для трансформаторів, соленоїдів, обмоток генераторів і моторів характерно індуктивний опір. Ємнісний вид опору мають конденсатори. Щоб визначити співвідношення напруги і струму, потрібно знати значення обох видів опору, який чинить провідник. Реактивний опір утворюється за допомогою зниження реактивної потужності, витраченої на освіту магнітного поля в ланцюзі. Зниження реактивної […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Ефект Барнума/ефект Форер Ефект Барнума (він же ефект Форер або ефект суб’єктивного підтвердження) – ще один унікальний феномен, сенс якого полягає в тому, що люди вірять в опису їх особистості, створені, на їхню думку, саме для них, але насправді мають узагальнений характер і можуть бути застосовані відносно інших людей. Ефект Барнума, поряд з холодним читанням, розглянутим нами вище, […]...
- Принципи Максвелла Звернемося до закону Ома (41.2). Перепишемо його у вигляді: u = iZ, або, з урахуванням (41.3): u = i (R + XL) = iR + iXL = iR + iωL (43.1). Зауважимо, що в (43.1) зліва стоїть миттєве значення напруги генератора. Значить, справа знаходиться сума двох величин, вимірюваних в вольтах. Нас цікавить другий доданок, що […]...
- Індуктивний опір: визначення Індуктивний опір в колі змінного струму – це реактивна частина опору, що визначається індуктивністю елементів ланцюга. Вважається, що елементи ланцюга, для яких середня потужність змінного струму дорівнює нулю, має реактивний опір (на відміну від звичайного активного опору R, на якому відбувається виділення енергії). Котушка індуктивності (соленоїд) при відсутності опору R проводу має тільки індуктивний опір. […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- П’єзоелектричний ефект – доповідь У 1880 році брати Кюрі виявили, що в процесі деформації сегнетової солі на її поверхні виникають поляризаційні заряди. Це явище було названо прямим п’єзоелектричним ефектом. Якщо на кристал впливати зовнішнім електричним полем, він починає деформуватися, тобто, виникає зворотний п’єзоелектричний ефект. Однак ці зміни не спостерігаються в кристалах, що мають центр симетрії, наприклад, в сульфіді свинцю. […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Рівняння змінного струму Виникає питання, як сила струму в рамці зростає від нуля до максимуму, а потім знову падає до нуля? Величина струму, очевидно, залежить від сили Лоренца. Значить, сила Лоренца змінюється за час обороту рамки. Зауважимо, при повороті рамки змінюється кут, під яким заряди всередині рамки перетинають лінії поля магніту. Підказку дає формула Фарадея (38.2). З неї […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Типи реле – Електромагнітне реле – це тип електромеханічного реле, принцип роботи якого заснований на впливі магнітного поля котушки на рухливий якір, який механічно з’єднаний з рухомими контактами. – Поляризоване реле – електромагнітне реле з допоміжним постійним магнітом. Такі реле працюють тільки при протіканні струму в обмотці в певному напрямку. Характеризуються високою чутливістю. – герконового реле – […]...
- Діод: визначення Діод – двухелектродний компонент практично всіх електронних схем. Бувають діоди напівпровідникові (найбільш поширені в наш час), газорозрядні і електровакуумні. В електричних ланцюгах виконує функцію компонента, що пропускає струм тільки в одному напрямку. Найбільш поширений напівпровідниковий діод працює завдяки властивостям p-n-переходу, подібні переходи є в біполярному транзисторі. Якщо до електроду р-області докласти позитивний потенціал, а до […]...
- Конденсатор в ланцюзі змінного струму При вивченні постійного струму ми дізналися, що він не може проходити в ланцюзі, в якій є конденсатор. Так як конденсатор – це дві пластини, розділені шаром діелектрика. Для кола постійного струму конденсатор буде, як розрив в ланцюзі. Якщо конденсатор пропускає постійний струм, значить, він несправний. Конденсатор в ланцюзі змінного струму У відмінності від постійного змінний […]...
- Потужність змінного струму Змінний струм несе енергію. Тому вкрай важливим є питання про потужності в колі змінного струму. Нехай U та І – миттєві значення напруги і сили струму на даній ділянці ланцюга. Візьмемо малий інтервал часу dt – настільки малий, що напруга і струм не встигнуть за цей час скільки-небудь змінитися; іншими словами, величини U і I […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Явище електромагнітної індукції: визначення Явище електромагнітної індукції було відкрито англійським вченим М. Фарадеєм 29 серпня 1831 році. Явище електромагнітної індукції полягає в тому, що при кожній зміні магнітного потоку, що пронизує контур замкнутого провідника, в цьому провіднику утворюється електричний струм, який існує протягом всього процесу зміни магнітного потоку. Явище електромагнітної індукції можна виявити в таких ситуаціях: 1. при відносному […]...
- Характеристика електричного струму Обов’язковою умовою існування струму в електричному ланцюзі є замкнутий контур. Якщо контур ланцюга розривається, то струм припиняється. За таким принципом діють всі захисту і вимикачі в електротехніці. Вони розривають електричний ланцюг рухливими механічними контактами, і цим припиняють протягом струму, вимикаючи пристрій. В енергетичній промисловості електричний струм виникає всередині провідників струму, які виконані у вигляді шин, […]...
- Ефект Доплера і його використання в медицині Доплер (1803-1853) – австрійський фізик, математик, астроном, директор першого в світі фізичного інституту. Ефект Доплера полягає в зміні частоти коливань, яка сприймається спостерігачем, внаслідок відносного руху джерела коливань і спостерігача. Ефект спостерігається в акустиці і оптиці. Отримаємо формулу, що описує ефект Доплера, для випадку, коли джерело і приймач хвилі рухаються щодо середовища уздовж однієї прямої […]...