Efectul Hall

Efectul Hall

Asupra unui element de conductor parcurs de un curent, plasat in camp magnetic actioneaza forta

Aceasta forta este suma vectoriala a fortelor ce actioneaza asupra purtatorilor individuali din elementul de conductor. Acestia continua sa se deplaseze in lungul conductorului, ca si in lipsa campului magnetic, desi asupra lor actioneaza forta:

orientata normal pe viteza lor. Acest lucru este posibil deoarece in conductor se stabileste un camp electric care prin actiunea ce o exercita asupra particulelor incarcate compenseaza efectul fortei magnetice. Acest efect se numeste efect Hall.

Pentru studiul efectului Hall se considera un conductor cu sectiunea transversala dreptunghiulara, de latime b si grosime d. Geometria sistemului este prezentata in figura 2.

Figura 2.

Se presupune ca matrialul conductor este strabatut de curentul I, in sensul pozitiv al axei Oy, si ca se gaseste in camp magnetic static si omogen , orientat in sensul pozitiv al axei Oz.

Daca purtatorii au sarcina q, pozitiva, atunci viteza lor este orientata in sensul curentului I si forta magnetica ce actioneaza asupra lor este orientata in sensul pozitiv al axei Ox. Aceasta forta deviaza purtatorii de la directia Oy creand un surplus de sarcina pozitiva pe una din marginile conductorului si un surplus de sarcina negativa pe cealalta (figura 2).

Pe masura ce apare aceasta separare de sarcini pe cele doua fete opuse ale conductorului, in conductor apare un camp electric, orientat in sens opus axei Ox. Acestui camp ii corespunde o forta electrica care se opune actiunii fortei magnetice. Se ajunge in situatia in care forta electrica compenseaza complet forta magnetica, deci

sau

Deci efectul Hall compenseaza forta magnetica ce actioneaza asupra purtatorilor de sarcina. Datorita aparitiei campului electric Hall, orientat in directia axei Ox, intre fetele normale la aceasta directie, situate la distanta b una de alta, exista o diferenta de potential

numita tensiune Hall.

Exprimand viteza purtatorilor

se obtine

unde se numeste constanta Hall. Se constata ca tensiunea Hall este proportionala cu produsul dintre intensitatea curentului si campul magnetic si invers proportionala cu grosimea conductorului.. Tensiunea Hall poate fi masurata aplicand doua contacte electrice, perfect simetrice, pe fetele normale la axa Ox a conductorului.