Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Эффект Холла и датчики на его основе

Тип Реферат
Предмет История техники
Просмотров
941
Размер файла
16 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Эффект Холла и датчики на его основе

Хасапов Борис Георгиевич

Эффект Холла был открыт в 1879 г. американским ученым Эдвином Гербертом Холлом. Его сущность состоит в следующем (см. рисунок). Если через проводящую пластинку пропускать ток, а перпендикулярно пластинке направить магнитное поле, то в направлении поперечном току (и направлению магнитного поля) на пластинке появится напряжение: Uh = (RhHlsinw)/d, где Rh - коэффициент Холла, зависящий от материала проводника; Н - напряженность магнитного поля; I - ток в проводнике; w - угол между направлением тока и вектором индукции магнитного поля (если w = 90°, sinw = 1); d - толщина материала.

Благодаря тому, что выходной эффект определяется произведением двух величин (Н и I), датчики Холла имеют весьма широкое применение. В таблице приведены коэффициенты Холла для различных металлов и сплавов. Обозначения: Т - температура; В - магнитный поток; Rh - коэффициент Холла в единицах м3 /Кл.

Бесконтактные клавишные переключатели на основе эффекта Холла применялись за рубежом довольно широко уже с начала 70-х годов. Достоинства этого переключателя - высокая надежность и долговечность, малые габариты, а недостатки - постоянное потребление энергии и сравнительно высокая стоимость.

Принцип действия генератора Холла

Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны - постоянный магнит.

В магнитном поле на движущиеся электроны воздействует сила. Вектор силы перпендикулярен направлению, как магнитной так и электрической составляющих поля.

Если внести в магнитное поле с индукцией В полупроводниковую пластинку (например, из арсенида индия или антимонида индия), через которую протекает электрический ток, то на боковых сторонах, перпендикулярно направлению тока, возникает разность потенциалов. Напряжение Холла (ЭДС Холла) пропорционально току и магнитной индукции.

Между пластинкой и магнитом имеется зазор. В зазоре датчика находится стальной экран. Когда в зазоре нет экрана, то на пластинку полупроводника действует магнитное поле и с нее снимается разность потенциалов. Если же в зазоре находится экран, то магнитные силовые линии замыкаются через экран и на пластинку не действует, в этом случае разность потенциалов на пластинке не возникает.

Интегральная микросхема преобразует разность потенциалов, создающуюся на пластинке, в отрицательные импульсы напряжения определенной величины на выходе датчика. Когда экран находится в зазоре датчика, то на его выходе будет напряжение, если же в зазоре датчика экрана нет, то напряжение на выходе датчика близкое к нулю.

Дробный квантовый эффект Холла

Об эффекте Холла написано много, этот эффект интенсивно используется в технике, но ученые продолжают его исследовать. В 1980 г. немецкий физик Клаус фон Клитцунг изучал работу эффекта Холла при сверхнизких температурах. В тонкой пластинке полупроводника фон Клитцунг плавно изменял напряженность магнитного поля и обнаружил, что сопротивление Холла изменяется не плавно, а скачками. Величина скачка не зависила от свойств материала, а являлась комбинацией фундаментальных физических констант, деленной на постоянное число. Получалось, что законы квантовой механики каким-то образом изменяли природу эффекта Холла. Это явление было названо интегральным квантовым эффектом Холла. За это открытие фон Клитцунг получил Нобелевскую премию по физике в 1985 г.

Два года спустя после открытия фон Клитцунга в лаборатории компании Bell Telephone (той самой, в которой был открыт транзистор) сотрудники Стормер и Тсуи изучали квантовый эффект Холла, используя исключительно чистый образец арсенида галлия большого размера, изготовленный в этой же лаборатории. Образец имел настолько высокую степень чистоты, что электроны проходили его из конца в конец, не встречая препятствий. Эксперимент Стормера и Тсуи проходил при гораздо более низкой температуре (почти абсолютный нуль) и с более мощными магнитными полями, чем в эксперименте фон Клитцунга (в миллион раз больше, чем магнитное поле Земли).

К своему большому удивлению Стормер и Тсуи обнаружили скачок в сопротивлении Холла в три раза больший, чем у фон Клитцунга. Затем они обнаружили еще большие скачки. Получалась та же комбинация физических постоянных, но деленная не на целое, а на дробное число. Заряд электрона у физиков считается константой, не делимой на части. А в этом эксперименте как бы участвовали частицы с дробными зарядами. Эффект был назван дробным квантовым эффектом Холла.

Год спустя после этого открытия сотрудник лаборатории Ла-флин дал теоретическое объяснение эффекта. Он заявил, что комбинация сверхнизкой температуры и мощного магнитного поля заставляет электроны образовывать несжимаемую квантовую жидкость. Но рисунке с помощью компьютерной графики показан поток электронов (шары), протыкающих плоскость. Неровности плоскости представляют распределение заряда одного из электронов в присутствии магнитного поля и заряда других электронов. Если электрон добавляется к квантовой жидкости, то образуется некоторое количество квазичастиц с дробным зарядом (на рисунке это показано как набор стрелок у каждого электрона).

В 1998 г. Хорст Стормер, Даниэль Тсуи и Роберт Лафлин были удостоены Нобелевской премии по физике. В настоящее время Х.Стормер - профессор физики Колумбийского университета, Д.Тсуи - профессор Принстонского университета, Р.Лафлин - профессор Стенфордского университета.

Металл (сплав)

Т, °С

В, Тл

R, mj/k

Алюминий

-190

0, 54

-0, 22

0

0, 54

-0, 33

+300

0, 54

-0, 39

+600

0, 54

-0, 41

Золото

-190

0, 54

-0, 715

0

0, 54

-0, 695

+300

0, 54

-0, 721

+600

0, 54

-0, 785

Серебро

-190

0, 54

-0, 925

0

0, 54

-0, 909

+300

0, 54

-0, 949

+600

0, 54

-1, 002

Медь

-190

0, 54

-0, 56

0

0, 54

-0, 513

+300

0, 54

-0, 543

+600

0, 54

-0, 587

Железо

+26

0, 3...1, 7

+5, 5

Кобальт

+ 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

Морганец-сурьмо

+20

0...2

+ 1200

+320

0...2

+10500

Хром-теллур

0

0-1, 6

-31500


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
145725
рейтинг
icon
3090
работ сдано
icon
1338
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
142102
рейтинг
icon
5874
работ сдано
icon
2652
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
94888
рейтинг
icon
2025
работ сдано
icon
1268
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
53 641 оценка star star star star star
среднее 4.9 из 5
РГЭУ
Денис, очень хороший специалист, и к тому же очень отзывчивый человек) Всегда поможет с лю...
star star star star star
Дальрыбтуз
Работа выполнена качественно, оперативно и без замечаний. Благодарю Ксению за оказанную по...
star star star star star
СПБГУТУ(ТИ)
Оперативно ответил на заявку, сумел раскрыть тему работы. Досрочно выполнил заказ. Отлично...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Решить билет

Ответы на билеты, Политология

Срок сдачи к 20 июня

1 минуту назад

Современные идеологии

Другое, Современная история

Срок сдачи к 21 июня

4 минуты назад

Рассчитать инвестиционный проект по внедрению роботизированной системы...

Решение задач, Экономика предприятия

Срок сдачи к 21 июня

5 минут назад

5 задач по земельному праву

Решение задач, Юриспруденция

Срок сдачи к 24 июня

5 минут назад
8 минут назад

Решить 15 задач высшей математики

Реферат, Высшая математика

Срок сдачи к 21 июня

10 минут назад

поиск и анализ судебной практики

Подбор литературы, земельное право

Срок сдачи к 22 июня

11 минут назад

Нужно добавить диаграммы под каждую таблицу

Диплом, Логистика

Срок сдачи к 21 июня

11 минут назад

Сделать задание в файле

Другое, Система управления персоналом

Срок сдачи к 23 июня

11 минут назад

написать отчет по практике на 3-4 страницы

Отчет по практике, психология

Срок сдачи к 23 июня

11 минут назад

«Разъемное соединение деталей. Сборочный чертеж. Спецификация»

Чертеж, инженерная и компьютерная графика

Срок сдачи к 23 июня

11 минут назад

Найдите область определения функции

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 20 июня

11 минут назад

нужно в автокаде

Чертеж, авток

Срок сдачи к 20 июня

11 минут назад

Доброй ночи! Необходимо сделать отчет по практике согласно...

Отчет по практике, Общепсихологический практикум

Срок сдачи к 27 июня

11 минут назад

написать на пк

Лабораторная, пцт

Срок сдачи к 21 июня

11 минут назад

51 тема

Реферат, Система управления персоналом

Срок сдачи к 23 июня

11 минут назад

Выполнить сборочный чертеж

Чертеж, Инженерная графика

Срок сдачи к 21 июня

11 минут назад

Ответы на вопросы

Реферат, Тренинг трудоустройства

Срок сдачи к 20 июня

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно