HesapHanem

Hall Gerilimi Hesaplama

Manyetik alandaki bir iletkenin Hall gerilimini bulun.

Nasıl hesaplanır?

Araç VH = I·B / (n·q·t) bağıntısını kullanır. Girdiler SI birimindedir: I amper cinsinden akım, B tesla cinsinden manyetik akı yoğunluğu, n metreküp başına taşıyıcı sayısı, t ise metre cinsinden kalınlıktır (genişlik değil, alan doğrultusundaki boyut). Yük q boş bırakılırsa ya da pozitif olmayan bir değer girilirse temel yük olan 1,602176634e-19 C alınır. Yoğunluk ve kalınlık sıfırdan büyük olmalıdır. Sonuç, volt cinsinden bilimsel gösterimle (mantiste dört ondalık) ve ayrıca milivolt olarak yazılır; milivolt değeri 0,01 mV'un altındaysa o da bilimsel gösterimle yazılır. Negatif akım ya da alan negatif gerilim verir; taşıyıcı türünü araç sizin yerinize belirlemez.

Örnek hesaplama

İnce bir yarı iletken şerit, 0,1 T'lik alanda 1 mA (0,001 A) akım taşıyor. Taşıyıcı yoğunluğu m³ başına 1e22, kalınlık 0,5 mm (0,0005 m). Pay: I·B = 0,001 × 0,1 = 1e-4. Payda: n·q·t = 1e22 × 1,602e-19 × 0,0005 ≈ 0,8011. Bölümden Hall gerilimi 1,2483 × 10⁻⁴ V bulunur; araç bunu ayrıca 0,1248 mV olarak gösterir.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Kalınlığı milimetre ya da mikrometre olarak girmek. Formül metre ister; 0,5 mm değeri 0,0005 olarak yazılmalıdır.
  • Taşıyıcı yoğunluğunu veri sayfalarında sık görülen cm-3 biriminde girmek. m-3 için 1.000.000 ile çarpın; yoksa gerilim bir milyon kat büyük çıkar.
  • t için yanlış boyutu almak. Bu değer, şeridin boyu ya da eni değil, manyetik alan doğrultusundaki kalınlıktır.
  • Alanı gauss olarak girmek. 1 tesla 10.000 gauss eder.
  • Bir metalden büyük bir sinyal beklemek. n yaklaşık 1e28 ile 1e29 m³ arasındayken gerilim nanovolt mertebesindedir; bakır benzeri yoğunluklarda 7,3 × 10⁻⁹ V gibi bir sonuç normaldir.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, dik bir manyetik alan içine yerleştirilmiş akım taşıyan bir iletken üzerinde oluşan Hall gerilimini, V_H = IB / (nqt), bulur; burada I akım, B manyetik alan şiddeti, n yük taşıyıcı yoğunluğu, q temel yük, t ise iletkenin kalınlığıdır. Hall etkisi, manyetik alanın hareketli yük taşıyıcılarını (Lorentz kuvveti aracılığıyla) yana doğru saptırması ve bu sapmayı dengeleyen bir elektrik alanı oluşana kadar sürmesiyle ortaya çıkar — gerçek bir ölçümde V_H'nin işareti çoğunluk taşıyıcılarının elektron mu yoksa hol mü olduğunu ortaya koyar; ancak bu araç taşıyıcı yükünü pozitif alır ve yalnızca büyüklüğü verir.

Katıhal fiziği öğrencileri ve yarı iletken mühendisleri, malzemelerdeki taşıyıcı yoğunluğunu ve hareketliliğini belirlemek için Hall gerilimi ölçümlerini kullanır; aynı ilke, endüstriyel ve otomotiv elektroniğinde temassız akım algılama ve konum/hız tespitinde kullanılan Hall etkisi sensörlerinin de temelini oluşturur.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Sonuç taşıyıcı yoğunluğuyla ters orantılıdır ve Hall sensörlerinin neden yarı iletkenden yapıldığını bu açıklar. Metre küpte yaklaşık 8,5e28 taşıyıcılı bakırı 1 A, 1 T ve 1 mm kalınlıkla deneyin: gerilim yalnızca 7,3e-8 V çıkar ve milivolt satırı da bilimsel gösterime geçerek yaklaşık 7,3e-5 mV yazar. Kalınlık, alan yönündeki boyuttur. Hangi malzeme ya da sensörle çalışıyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar