霍尔效应原理是什么?(霍尔效应的基本原理与应用)
2023-03-14 01:53:06
霍尔效应是导电材料中的电流与磁场的相互作用,而产生电动势的一种效应。这个导电材料通常是半导体材料,将半导体材料接入一个电源中,形成一个回路,此时电路中就存在电荷的定向移动,如下图:


如果此时将这个导电板处于一个磁场中,电荷会受到洛伦兹力,其路径会发生偏移,电荷偏移之后,就会形成电场,电荷同时会受到电场力,这个力正好与洛伦兹力方向相反,阻碍其移动,最终,电场力与洛伦兹力平衡,如下图:


如果使用仪表测试导电板两侧的电压,会发现其形成了电动势

注意:动画图片中的磁场的方向标识反了,请小伙伴注意一下,后期有空了我再修正。我们对上述过程进行进一步分析:

E:电场强度;e:单个粒子的电荷量;n:单位体积的带电粒子数量;B:磁通密度;v:带电粒子移动速度。最终平衡时:

取 RH=1neR_{H}=\frac{1}{ne} 为霍尔系数,这是跟霍尔材料有关的一个系数,就得到霍尔效应的核心公式:

这个U被称为霍尔电压。可以看出当材料及形状确定时。

最终可等效为下图:

至此,霍尔效应的原理解释完毕,希望能帮助到题主。
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