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霍尔元件原理及推导公式,霍尔效应公式推导例子

时间:2023-03-27来源:华宇网校作者:二级消防工程师课程 二级消防工程师课程试看
霍尔元件原理及推导公式

霍尔元件原理及推导公式?

霍尔元件是利用霍尔效应测量磁感应强度的磁传感器。

  原理:带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动。

  设金属导体长a、宽b、高c 通入自左向右的电流I I=neSv S=bc n自由电子密度,匀强磁场的磁感应强度B 方向垂直向里

  电子在洛伦兹力作用下向上偏转,上下面间出现电压 U=Ec,形成电场,当电场力等于洛伦兹力时,电子匀速运动

  eE=eVB B=nebU/I

霍尔效应公式推导?

霍尔效应公式推导:

设载流子的电荷量为q,沿电流方向定向运动的平均速率为v,单位体积内自由移动的载流子数为n,垂直电流方向导体板的横向宽度为a,

则电流的微观表达式为I=nqadv (1)载流子在磁场中受到的洛伦兹力f=qvB载流子在洛伦兹力作用下侧移,两个侧面产生电势差载流子受到的电场力为 F=qU(H)/a当达到稳定状态时洛伦兹力与电场力平衡,其实就是常说的qvB=qU(H)/a (2)由(1)(2)式得 U(H)=IB/(nqd)(3) 式中的nq与导体的材料相关,针对确定的导体,nq是常数。令 k=1/(nq) 则上式可写为 U(H)=kIB/d (4)

推导过程: 方便起见,假设导体为一个长方体,长度分别是a、b、d,磁场垂直ab平面。电流经过ad,电流I = nqv(ad),n为电荷密度。设霍尔电压为VH,导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a。设磁感应强度为B。 洛伦兹力 F=qE+qvB/c(Gauss 单位制) 电荷在横向受力为零时不可以再出现横向偏转,结果电流在磁场作用下在器件的两个侧面产生了稳定的异号电荷堆积以此形成横向霍尔电场 由实验可测出 E= UH/W 定义霍尔电阻为 RH= UH/I =EW/jW= E/j j = q n v RH=-vB/c /(qn v)=- B/(qnc) UH=RH I= -B I /(q n c)

霍尔元件推导公式?

霍尔元件是利用霍尔效应测量磁感应强度的磁传感器。

  原理:带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动。

  设金属导体长a、宽b、高c 通入自左向右的电流I I=neSv S=bc n自由电子密度,匀强磁场的磁感应强度B 方向垂直向里

  电子在洛伦兹力作用下向上偏转,上下面间出现电压 U=Ec,形成电场,当电场力等于洛伦兹力时,电子匀速运动

  eE=eVB B=nebU/I

霍尔电压公式的推导思路及过程?

思路及推导过程:

1、第一,假设有一个无穷长的线圈,由N个自由磁体构成的,每个磁体的磁感矩为μ。

2、当磁体经过一定的磁场时,磁体中的磁感矩就可以出现变化,这样的变化称为磁感矩变化率,即dμ/dt。

3、当磁体经过一定的磁场时,在磁体内部出现一个电势差,即霍尔电压,即:Vh=N*dμ/dt

4、把第3个步骤的结果带进第1个步骤的表达式,可以得出霍尔电压的公式:Vh=N*μ*B,这当中B为磁场强度。

霍尔电压公式推导是设载流子的电荷量为q,沿电流方向定向运动的平均速率为v,单位体积内自由移动的载流子数为n,垂直电流方向导体板的横向宽度为a,则电流的微观表达式为I=nqadv。

霍尔元件电势差如何推导?

分四步走,第1个步骤:电场力等于洛伦兹力得出场强qvB=qE,第2个步骤:电势差U=Ed=VBd,第3个步骤:电流微观表达式I=nqvs,得出v带进第2个步骤U,第4个步骤按照霍尔元件找出横截面积与d的关系

霍尔效应公式推导?

推导方法:设载流子的电荷量为q,沿电流方向定向运动的平均速率为v,单位体积内自由移动的载流子数为n,垂直电流方向导体板的横向宽度为a,则电流的微观表达式为I=nqadv (1) 载流子在磁场中受到的洛伦兹力f=qvB 载流子在洛伦兹力作用下侧移,两个侧面产生电势差载流子受到的电场力为 F=qU(H)/a当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,即 qvB=qU(H)/a (2) 由(1)(2)式得 U(H)=IB/(nqd), (3)式中的nq与导体的材料相关,针对确定的导体,nq是常数。令 k=1/(nq) 则上式可写为 U(H)=kIB/d (4)

扩展资料

霍尔效应是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年发现电磁效应的一种。

当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子出现偏转,垂直于电流和磁场的方向会出现一附加电场,以此在半导体的两端出现电势差,这种情况就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。

急求霍尔电压的表达式及其推导过程[在线等]?

霍尔元件应用的基本原理是霍尔效应。

霍尔效应是一种磁敏效应,大多数情况下在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会出现电动势UH,这样的情况即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为: UH=RH/d*IC*B (1) 式中,RH称为霍尔系数,由半导体材料的性质决定;d为半导体材料的厚度。设RH/d=K,则式(1)可写为: UH=K*IC*B (2) 可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称为乘积灵敏度。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。在式(2)中,若控制电流IC,为常数,磁感应强度B与被测电流成正比,完全就能够做成霍尔电流传感器;此外若仍固定IC为常数,B与被测电压成正比,又可制成霍尔电压传感器。

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