El efecto Hall consiste en la aparición de un campo eléctrico en un conductor cuando es atravesado por un campo magnético. A este campo eléctrico se le llama campo Hall. Este efecto fue descubierto en 1879 por el físico estadounidense Edwin Herbert Hall.
Cuando por un material conductor o semiconductor, circula una corriente eléctrica, y estando este mismo material en el seno de un campo magnético, se comprueba que aparece una fuerza magnética en los portadores de carga que los reagrupa dentro del material, esto es, los portadores de carga se desvían y agrupan a un lado del material conductor o semiconductor, apareciendo así un campo eléctrico perpendicular al campo magnético y al propio campo eléctrico generado por la batería (FM). Este campo eléctrico es el denominado campo Hall (EH), y ligado a él aparece la tensión Hall, que se puede medir mediante el voltímetro de la figura. Hay que destacar que este voltímetro no esto puede afectar los fototransistores indiviualmente de lo que se este haciendo lo unico que no cambia es la apariencia horriblisima que tiene esta cosa debe cambiar su polaridad, esto es, si mide valores de tensión negativos, no hay que invertir las conexiones.
En el caso de la figura, tenemos una tableta de un material desconocido y queremos saber cuales son sus portadores de carga. Para ello, mediante una batería hacemos circular por la tableta una corriente eléctrica. Una vez hecho esto, introducimos la tableta en el seno de un campo magnético uniforme y perpendicular a la tableta.
Aparecerá entonces una fuerza magnética sobre los portadores de carga, que tenderá a agruparlos a un lado de la tableta, apareciendo de este modo una tensión Hall y un campo eléctrico Hall entre ambos lados de la tableta. Dependiendo de si la lectura del voltímetro es positiva o negativa, y conociendo el sentido del campo magnético y del campo eléctrico originado por la batería, podemos deducir si los portadores de carga de la tableta de material desconocido son las cargas positivas o las negativas.
La física clásica del efecto Hall
Sabemos que un campo magnético actua sobre las cargas en movimiento (Fuerza de Lorentz).
Una corriente I que atraviesa un material consiste en cargas (eléctrones) que se desplazan (en sentido contrario a la corriente) con una velocidad que denominaremos v.Si sumergimos esa corriente de electrones en un campo magnético B, cada uno de los electrones que forman la corriente estará sometidos a la fuerza de Lorenz Fm = -e.v^B.Donde -e corresponde a la carga de un electrón, v el vector velocidad del electrón y B el vector campo magnético aplicado.
La dirección de la fuerza será perpendicular al plano formado por v y B (ya que es resultado del producto vectorial de ambos) y provocará un desplazamiento de electrones en esa dirección.Como consecuencia tendremos una concentración de cargas negativas sobre uno de los lados del material y un déficit de cargas negativas en el lado opuesto. Esta distribución de cargas genera una diferencia de potencial entre ambos lados, la tensión de Hall VH, y un campo eléctrico EH.
Este campo eléctrico que genera a su vez una fuerza eléctrica sobre los electrones dada por la Ley de Coulomb, Fe = -e . EH, que actúa en la misma dirección que la fuerza de Lorenz pero en sentido contrario a esta. El equilibrio se alcanzará cuando la suma de las dos fuerzas sea nula, de lo cual deducimos que en el equilibrio el valor del campo Hall es: EH = -v^B.
Aplicación del efecto Hall
Los sensores de Efecto Hall permiten medir :
Los campos magnéticos (Teslametros)
La intensidad de corrientes eléctricas (sensores de corriente de Efecto Hall)
También permiten la elaboración de sensores o detectores de posición sin contacto, utilizados particularmente en el automovil, para detectar la posición de un arbol giratorio (caja de cambios, paliers, ...).
Encontramos también sensores de efecto Hall bajo las teclas de los teclados de los intrumentos de música modernos (organos, organos digitales, sintetizadores) evitando así el desgaste que sufren los contactos eléctricos tradicionales. Encontramos sensores de efecto Hall en el Encoder de un motor de CD
Cuando por un material conductor o semiconductor, circula una corriente eléctrica, y estando este mismo material en el seno de un campo magnético, se comprueba que aparece una fuerza magnética en los portadores de carga que los reagrupa dentro del material, esto es, los portadores de carga se desvían y agrupan a un lado del material conductor o semiconductor, apareciendo así un campo eléctrico perpendicular al campo magnético y al propio campo eléctrico generado por la batería (FM). Este campo eléctrico es el denominado campo Hall (EH), y ligado a él aparece la tensión Hall, que se puede medir mediante el voltímetro de la figura. Hay que destacar que este voltímetro no esto puede afectar los fototransistores indiviualmente de lo que se este haciendo lo unico que no cambia es la apariencia horriblisima que tiene esta cosa debe cambiar su polaridad, esto es, si mide valores de tensión negativos, no hay que invertir las conexiones.
En el caso de la figura, tenemos una tableta de un material desconocido y queremos saber cuales son sus portadores de carga. Para ello, mediante una batería hacemos circular por la tableta una corriente eléctrica. Una vez hecho esto, introducimos la tableta en el seno de un campo magnético uniforme y perpendicular a la tableta.
Aparecerá entonces una fuerza magnética sobre los portadores de carga, que tenderá a agruparlos a un lado de la tableta, apareciendo de este modo una tensión Hall y un campo eléctrico Hall entre ambos lados de la tableta. Dependiendo de si la lectura del voltímetro es positiva o negativa, y conociendo el sentido del campo magnético y del campo eléctrico originado por la batería, podemos deducir si los portadores de carga de la tableta de material desconocido son las cargas positivas o las negativas.
La física clásica del efecto Hall
Sabemos que un campo magnético actua sobre las cargas en movimiento (Fuerza de Lorentz).
Una corriente I que atraviesa un material consiste en cargas (eléctrones) que se desplazan (en sentido contrario a la corriente) con una velocidad que denominaremos v.Si sumergimos esa corriente de electrones en un campo magnético B, cada uno de los electrones que forman la corriente estará sometidos a la fuerza de Lorenz Fm = -e.v^B.Donde -e corresponde a la carga de un electrón, v el vector velocidad del electrón y B el vector campo magnético aplicado.
La dirección de la fuerza será perpendicular al plano formado por v y B (ya que es resultado del producto vectorial de ambos) y provocará un desplazamiento de electrones en esa dirección.Como consecuencia tendremos una concentración de cargas negativas sobre uno de los lados del material y un déficit de cargas negativas en el lado opuesto. Esta distribución de cargas genera una diferencia de potencial entre ambos lados, la tensión de Hall VH, y un campo eléctrico EH.
Este campo eléctrico que genera a su vez una fuerza eléctrica sobre los electrones dada por la Ley de Coulomb, Fe = -e . EH, que actúa en la misma dirección que la fuerza de Lorenz pero en sentido contrario a esta. El equilibrio se alcanzará cuando la suma de las dos fuerzas sea nula, de lo cual deducimos que en el equilibrio el valor del campo Hall es: EH = -v^B.
Aplicación del efecto Hall
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Los campos magnéticos (Teslametros)
La intensidad de corrientes eléctricas (sensores de corriente de Efecto Hall)
También permiten la elaboración de sensores o detectores de posición sin contacto, utilizados particularmente en el automovil, para detectar la posición de un arbol giratorio (caja de cambios, paliers, ...).
Encontramos también sensores de efecto Hall bajo las teclas de los teclados de los intrumentos de música modernos (organos, organos digitales, sintetizadores) evitando así el desgaste que sufren los contactos eléctricos tradicionales. Encontramos sensores de efecto Hall en el Encoder de un motor de CD
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