Der Hall-Effekt
Wirkungsweise
Lässt man einen Strom durch ein dünnes Halbleiterblättchen (z.B. Indiumarsenid, Indiumantimonid) in einem Magnetfeld fließen so werden die durch die Lorentzkraft abgelenkt und sammeln sich am seitlichen Rand des Plättchens. Darurch entsteht ein elektrisches Feld und eine Spannung zwischen den Rändern des Plätchens. Durch das elektrische Feld wirkt auf die Elektronen eine zweite Kraft, die der Lorentzkraft entgegenwirkt. Weitere Elektronen, die nun durch das Plättchen fließen, werden nicht mehr abgelenkt. Die Spannung bleibt konstant. Diese Spannung bezeichnet man als Hall-Spannung.
Größe der Hall-Spannung
Die Größe der Hall-Spannung ist abhängig von der Hall-Konstante [RH] (diese ist vom Material des Halbleiterplättchens abhängig), von der Dicke des Halbleiterblättchens [d], des Stromes [I] der durch das Halbleiterblättchen fließt und der magnetischen Flussdichte [B].
Daraus ergibt sich folgende Formel zur Berechnung der Hall-Spannung [UH]:
Anwendung:
Hall-Sonde: zur Magnetfeldmessung
Hier wird der Strom konsant gehalten dadurch in die hall-Spannung nur noch von der magnetischen Flussdichte anhängig. Somit ist die Hall-Spannung proportional zur Änderung der magnetischen Flussdichte. Bei der Sonde wird also nur die Änderung der Hall-Spannung gemessen um die magnetische Flussdichte zu ermitteln.
Hall-Generator: zur multiplikation elektrischer Größen
Der Hall-Generator erzeugt aus einem Strom und einem Magnetfeld eine Spannung. Die Hall-Spannung ist proportional zur Multipikation von magnetischer Flussdichte und Stromstärke
Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf elektrische Ladungen in elektro-magnetischen Feldern wirkt. Den Namen bekommt die Kraft von ihrem Entdecker: Hendrik Antoon Lorentz.