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閱讀：48發(fā)布時間：2025-10-10
霍爾效應原理發(fā)現應用
一、霍爾效應的發(fā)現
美國物理學家1879年霍爾發(fā)現，當電流通過位于磁場中的導體時，會產生與電流方向和磁場方向垂直的電位差。電位差的磁感應強度與大小的垂直分量和電流大小成正比?；魻栃诎雽w中顯得更加明顯。
二、霍爾效應的原理
“497"效應本質上是由運動的帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力所引起的偏轉。當帶電子（空穴或電粒子）被困在固體材估中，這類因受力而改變方向就會使在磁場方向上產生正負電荷的聚積和垂直電流，從而形成附加的橫向電場，也就是霍爾電場EH。
電流通過N型或P型霍爾。磁場B方向與電流方向垂直，磁場方向由內向外。對于N型半導體和P型半導體，所產生的方向，如左圖和右圖的霍爾電場EH，可根據其判斷霍爾元素的屬性-N型或P型)。
霍爾電位差eh阻止載體繼續(xù)向一側移動。當載體橫向電場力fe等于洛倫茲力fb時，霍爾單元兩側電荷的累積達到動態(tài)平衡。
由于：
Fe=EOH,FB=EVB,
因此：
eEH=eVB （1）
如果樣品寬度為b，厚度為d，載體濃度為n，則：
IS=nevbd （2）
由（1）、（2）式可得：
UH=EHB=(1/Ne)(ISB/d)=RH(ISB/d)霍爾電位差
霍爾材料系數rh=1/ne，是反映霍爾效應強度的重要數值。
對于固定的霍爾單元，厚度d是固定的，霍爾元素的霍爾系數記錄為霍爾元素的霍爾系數，可以得到以下結果：
UH=KHISB （3）
也就是說，霍爾電位差Uh與電流Is和磁感應強度b成正比。
三、霍爾效應的應用
利用霍爾效應，制作了線性傳感器和開關傳感器。線性霍爾傳感器廣泛應用于磁場、電流和電壓測量，開關霍爾傳感器廣泛應用于位置、位移和速度測量。
近年來，以非工頻和非正弦為特征的測量需求不斷增加.由于電磁變壓器的頻率適用范圍較窄，與霍爾電壓電流傳感器相比，霍爾電壓電流傳感器的適用頻帶更寬。并可用于直流測量，其市場前景廣闊。
然而，由于霍爾傳感器對磁場的敏感度，對下變頻功率的精確測量應引起特別的重視。另外,由于霍爾效應電壓電流傳感器主要用在控制目的電壓,電流測量之中，廠家普遍不提供對功率測量非常重要的角度差指數詳情，在需要精準測量功率的場合，需要小心使用。
對一些常見類型的霍爾電壓和電流傳感器進行了采樣。在50赫茲時，角差指數在20’-240’之間。與10'相比，角差指數更差。對于低功率因數的場合，功率測量的精度受到很大影響。
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