42014

cienka warstwa półprzewodnika naparowana w próżni na podłożu dielektrycznym . Hallotron ma dwie pary elektrod z których dwie są prądowe , a dwie napięciowe ( wyjściowe ). Elementy te są stosowane do pomiarów i regulacji natężenia pola magnetycznego , pomiaru mocy czynnej i biernej, oraz do pomiarów dużych prądów ( ważne jest że pomiar odbywa się bez przerywania obwodu prądowego).

Zjawisko Halla związane jest z działaniem siły Lorentza na nośniki ładunku elektrycznego poruszające się w polach elektrycznym i magnetycznym . Prostokątna płytka hallotronu przez którą płynie prąd elektryczny o natężeniu i, jest umieszczona prostopadle do linii sił pola magnetycznego o indukcji B .

Na poruszające się ładunki działa siła    f =qVxB

Lorentza :

Siła ta jest przyczyną przesunięcia ładunków do jednej z krawędzi płytki i powstania pola elektrycznego o natężeniu E . Odchylenie ładunków następuje do chwili gdy siła Lorentza zostanie zrównoważona siłą elektrostatyczną : qE =qVB

Różnica potencjałów powoduje powstanie napięcia ( zwanego napięciem Halla ) pomiędzy bocznymi ściankami płytki określanego wzorem :

U_H = bE= bVB    b - szerokość płytki

ponieważ V = uEx

u - rucliliwość nośników prądu

oraz

i = js = jbd d - długość płytki j = qnuE*    _n - koncentracja elektronów

po podstawieniu i uproszczeniu otrzymujemy :    U _H = —

stosunek R_H ⁼~    nazywamy stałą Halla .

Widać iż napięcie Halla jest proporcjonalne zarówno do indukcjji magnetycznej jak i do prądu płynącego przez hallotron.

Należy pamiętać iż zjawisku Halla towarzyszy szereg efektów termoelektrycznych i termomagnetycznych mających wpływ na wartość napięcia Halla . Najbardziej istotny wpływ ma tzw. napięcie asymetrii pierwotnej do którego kompensacji stosuje się dołączane do hallotronu potencjometiy.

2 . Opis ćwiczenia :

2.1 Układ pomiarowy