霍尔元件的推导过程是怎样的?
推导过程:
方便起见,假设导体为一个长方体,长度分别为a、b、d,磁场垂直ab平面。电流经过ad,电流I = nqv(ad),n为电荷密度。设霍尔电压为VH,导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a。设磁感应强度为B。
洛伦兹力
F=qE+qvB/c(Gauss 单位制)
电荷在横向受力为零时不再发生横向偏转,结果电流在磁场作用下在器件的两个侧面出现了稳定的异号电荷堆积从而形成横向霍尔电场
由实验可测出 E= UH/W 定义霍尔电阻为
RH= UH/I =EW/jW= E/j
j = q n v
RH=-vB/c /(qn v)=- B/(qnc)
UH=RH I= -B I /(q n c)
扩展资料:
霍尔效应的应用:
霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为霍尔效应。
好比一条路, 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动。当有磁场时, 大家可能会被推到靠路的右边行走。故路 (导体) 的两侧,就会产生电压差。这个就叫“霍尔效应”。根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。
迄今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
例如汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流。相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰。
而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。
霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
参考资料:百度百科-霍尔效应
太阳能电池的起源
(4′) (4′)式常称为康普顿公式.从公式的推导过程可见,在康普顿效应中,发生波长改变的原因是:当X光的光子与“自由电子”碰撞后,光子将沿某一方向( 角)散射.同时,碰撞过程中把一部分能量传递给“自由电子”,这样,散射光子的能量就小于入射光子的能量.因为光子能量与频率成正比,所以散射光的波长就大于入射光的波...
为什么焦尔定律只能计算电热
一个物体放在水平面上,当它运动时会受到阻力f,这个阻力f很特别,和物体的速度v大小成正比:f=Kv。除了阻力之外,这个物体还受一个恒力F,因此物体可以在水平面上运动。当运动的时间足够长之后,物体会无限接近于做匀速直线运动,这时的稳定速度为V。此时(推导过程你自己想我就不推了很简单的):F=K...
酶的探索历程!!超高分悬赏!来啊!
该酶原的激活过程如图4-3所示.首先由胰蛋白酶水解15位精氨酸和16位异亮氨酸残基间的肽键,激活成有完全催化活性的p-糜蛋白酶,但此时酶分子尚未稳定,经p-糜蛋白酶自身催化,去除二分子二肽成为有催化活性井具稳定结构的α—糜蛋白酶。
绝缘体和半导体有光电效应吗?为什么一说光电效应都说金属板呢?_百度知 ...
(4′) (4′)式常称为康普顿公式.从公式的推导过程可见,在康普顿效应中,发生波长改变的原因是:当X光的光子与“自由电子”碰撞后,光子将沿某一方向( 角)散射.同时,碰撞过程中把一部分能量传递给“自由电子”,这样,散射光子的能量就小于入射光子的能量.因为光子能量与频率成正比,所以散射光的波长就大于入射光的波...
郁燕益气:[答案] 设:d为薄片厚度,k为霍尔系数,a为极板长度, Bqv=Uq/a I=nqdav U=BI/nqd=kBI/d 所以,k=1/nq
大邑县18757995409: 急求霍尔电压的表达式及其推导过程[在线等] - ?
郁燕益气:[答案] 霍尔元件应用的基本原理是霍尔效应.霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应.UH称为霍尔电势,其大小可表示为:UH=RH/d...
大邑县18757995409: 推导霍尔电压与其他物理量的关系 - ?
郁燕益气:[答案] 设一个长为L,宽为d,高为h的霍尔元件在水平面放置.磁场 B在竖直方向穿过霍尔元件.电流I水平延元件长L流过,令元 件中自由正电荷的密度是n,正电荷电量是q,则 I=Q/t=nqdhL/t=nqdhv(其中v是正电荷在L方向上的移动速 度.)由此得v=I/nqdh.同...
大邑县18757995409: 霍尔元件测速原理是怎么样的? - ?
郁燕益气: 霍尔元件是磁敏元件,要想用来测转速,就必须在被测的旋转体上装一个磁体,旋转时,每当磁体经过霍尔元件,霍尔元件就发出一个信号,经放大整形得到脉冲信号,也有的霍尔元件可以直接输出脉冲信号,送运算,两个脉冲的间隔时间就是周期,由周期可以换算出转速,也可计数单位时间内的脉冲数,再换算出转速.
大邑县18757995409: 简述霍尔电压行程过程 - ?
郁燕益气: 知道洛仑兹力就可以,在霍尔元件的两个激励极间加上一个电压便会产生一个电流,电流也就是定向运行的正负电荷,如果在垂直霍尔元件平面的方向上有磁场,这些运行的正负电荷就会受到方向相反的洛仑兹力,正负电荷就会分别向两个霍尔电极运动,并同时建立一个电场,这时运行的电荷又同时受到电场力,电场力和洛仑兹力方向相反,电场力由小到大,当二者相同时在霍尔电极间就产生一个稳定的电压,这个电压就是霍尔电压,当然这个电压的大小与电流的大小以及磁场强弱是有关系的,也正是利用这一点来测量磁场强弱,或电流电压的大小.
大邑县18757995409: 霍尔元件的原理? - ?
郁燕益气: 一、霍尔元件的工作原理: 霍尔元件应用霍尔效应的半导体. 二、霍尔元件的特性: 1、霍尔系数(又称霍尔常数)RH 在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即UH =RH*I*B/δ,式...
大邑县18757995409: 霍尔电压推倒过程 - ?
郁燕益气: 霍尔材料中电流在加磁场在情况下会产生霍尔电压,对在场运动的载流子分析知,当场稳当后,载流子受的电场力等于洛伦兹力,则 qE=qvB U/b=vB U=Bvb (b为材料宽度,不是厚度) 其中v是电流中的载流子的速度,由电流的微观表达式有:I=nqvS n电子数密度,q电子电量,S为材料截面积,大小为bd 所以U=Bb*I/nqbd=BI/nqd 记K=1/nq U=KBI/d 证毕
大邑县18757995409: 霍尔元件的工作原理. - ?
郁燕益气:霍尔元件应用霍尔效应的半导体. 所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象.金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的.当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加...
大邑县18757995409: 利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域;如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁场方向垂直于霍尔元件的工作面向下,磁感... - ?
郁燕益气:[选项] A. 霍尔电压UN仅与材料有关 B. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则M侧面的电势高 C. 仅增大磁感应强度时,霍尔电压UN变大 D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
大邑县18757995409: 霍尔计数器的工作原理及过程? - ?
郁燕益气: 霍尔元件其实就是一个磁开关.每当磁铁的N级,或者是磁铁的s级.通过霍尔元件,一次开关就动做一次.这样就可以计数了.