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霍尔效应,高中物理：霍尔效应 什么是霍尔效应？能不能简单介绍一下!谢谢

admin admin 发表于2023-12-02 08:02:00 浏览12 评论0

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什么是霍尔效应？

霍尔效应是电磁效应的一种， 当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，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。
霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。
现在的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
扩展资料
在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，等等。
固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差，霍尔电压。
参考资料来源：百度百科——霍尔效应

什么是霍尔效应？

霍尔效应是指当导体中有电流通过时，垂直于电流方向的磁场作用下，产生一种电势差现象，该现象被称为霍尔效应。
这种电势差称为霍尔电压，其大小与磁场的强度及电流的大小成正比，与导体材料的特性有关。在霍尔元件中，利用霍尔效应可以测量磁场的强度、检测磁性材料、进行位置和速度传感等。
霍尔效应广泛应用于电子学、半导体物理学、微电子技术、精密仪器仪表和动力学等领域。例如，在磁存储器中，霍尔元件可以用于读写磁盘上信息；在电机、发电机和变压器等电力设备上，霍尔元件可以检测转子的位置和速度等。霍尔效应在现代电子技术和自动控制领域发挥着重要作用。
拓展资料：
在半导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集，在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场，电场力与洛伦兹力产生平衡之后，不再聚集，此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力，使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移，这个现象称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压。

霍尔效应是什么？

霍尔效应是一种磁敏效应，一般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方向上会产生电动势UH，这种现象即称为霍尔效应。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，由导体材料的性质决定；d为导体材料的厚度，IC为电流强度，B为磁感应强度。 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称霍尔系数。K值越大，灵敏度就越高；元件厚度越小，输出电压也越大。 霍尔系数:K=1/(n*q)式中，n为载流子密度，一般金属中载流子密度很大，所以金属材料的霍尔系数系数很小，霍尔效应不明显；而半导体中的载流子的密度比金属要小得多，所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多，能产生较大的霍尔效应，故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。而在半导体材料中，N型半导体材料的载流子迁移率比P型半导体材料大，所以霍尔元件多采用N型半导体材料制作。 希望对你有所帮助。

霍尔效应的概念

量子霍尔效应:此为霍尔效应的量子力学版本。一般被看作是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称。
霍尔效应 在1879年被物理学家霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，这种效应和传统的电磁感应完全不同。当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。
虽然这个效应多年前就已经被人们知道并理解，但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用，直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。根据设计和配置的不同，霍尔效应传感器可以作为开/关传感器或者线性传感器，广泛应用于电力系统中。
扩展资料：
霍尔效应的发展：
在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍尔效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。
之后，美籍华裔物理学家崔琦和美国物理学家劳克林、施特默在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。
如今，复旦校友、斯坦福教授张首晟与母校合作开展了“量子自旋霍尔效应”的研究。“量子自旋霍尔效应”最先由张首晟教授预言，之后被实验证实。这一成果是美国《科学》杂志评出的2007年十大科学进展之一。
如果这一效应在室温下工作，它可能导致新的低功率的“自旋电子学”计算设备的产生。 工业上应用的高精度的电压和电流型传感器有很多就是根据霍尔效应制成的，误差精度能达到0.1%以下
由清华大学薛其坤院士领衔，清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破，他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应，这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象，也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。

霍尔效应是什么

当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。
当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）。
霍尔效应是电磁效应
当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。

什么是霍尔效应？

将一导电板放在垂至于他的磁场中，当有电流通过时，在导电板的a、a'两侧会产生一个电势差uaa'，这就是霍尔效应。
利用左手定则，可以判断载流子（q>0，正电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向上，即运动向上；载流子（q<0，负电荷）所受洛伦兹力f的方向是与纸面平行向下，即运动向下。
扩展资料：
霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)。
量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此至今没有广泛应用于个人电脑和便携式计算机上——因为要产生所需的磁场不但价格昂贵，而且体积大概要有衣柜那么大。而反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转，反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的。

什么是霍尔效应？


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，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，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。
应用
霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。[5]好比一条路， 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动。当有磁场时， 大家可能会被推到靠路的右边行走。故路 (导体) 的两侧，就会产生电压差。这个就叫“霍尔效应”。根据霍尔效应做成的霍尔器件，就是以磁场为工作媒体，将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。
迄今为止，已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，等等。
例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控制电控单元（ECU）的初级电流。相对于机械断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性能，具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道，轿车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件，尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶劣工作环境。

高中物理：霍尔效应 什么是霍尔效应？能不能简单介绍一下!谢谢

霍尔效应是一种磁电效应,是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的.
根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用.
通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程.
当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）.
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【详细】 所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象.金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的.当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差.半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应.
利用霍尔效应可以设计制成多种传感器.霍尔电位差UH的基本关系为
UH=RHIB/d （18）
RH=1/nq（金属） （19）
式中 RH——霍尔系数：
n——载流子浓度或自由电子浓度；
q——电子电量；
I——通过的电流；
B——垂直于I的磁感应强度；
d——导体的厚度.
对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式与式（19）不同,此处从略.
由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小.利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器.其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感.
若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定.
利用这种方法可以构成霍尔功率传感器.
如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号.根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移.若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度.

霍耳效应的本质是什么？

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转.当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累,从而形成附加的横向电场.
通有电流 I 的金属或半导体板置于磁感强度为 B 的均匀磁场中,磁场的方向和电流方向垂直,在金属板的第三对表面间就显示出横向电势差 U H 的现象称为霍耳效应.U H 就称为霍耳电势差.
实验测定,霍耳电势差的大小,和电流 I 及磁感强度B成正比,而与板的厚度d 成反比.即霍耳电势差 UH = RHIB/d ,