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Der Halleffekt Copyright, 2004 © BS1 Deggendorf Abt. ET.

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Präsentation zum Thema: "Der Halleffekt Copyright, 2004 © BS1 Deggendorf Abt. ET."—  Präsentation transkript:

1 Der Halleffekt Copyright, 2004 © BS1 Deggendorf Abt. ET

2 Überlegungen zum Halleffekt Auf bewegte Ladungen im Magnetfeld wirkt die Lorenzkraft.Auf bewegte Ladungen im Magnetfeld wirkt die Lorenzkraft. Freie Elektronen werden im Magnetfeld abgelenkt.Freie Elektronen werden im Magnetfeld abgelenkt. Werden Ladungen die sich in einem Leiter bewegen ebenfalls abgelenkt?Werden Ladungen die sich in einem Leiter bewegen ebenfalls abgelenkt? Infolge der Ablenkung müsste eine Potenzialdifferenz vorhanden sein.Infolge der Ablenkung müsste eine Potenzialdifferenz vorhanden sein.

3 Prinzip des Halleffekts I UHUH B Man nehme ein leitendes Plättchen mit der Dicke d,... kontaktiere es und schicke einen Strom I hindurch,... und setze es einem Magnetfeld B aus,... und siehe da, die durch den Strom I bewegten Elektronen werden verschoben. Es entsteht ein Ladungsunterschied. Nun noch seitlich kontaktieren,... und die Spannung abgreifen.

4 Versuchsaufbau zum Halleffekt (schematisch) U I quer B

5 Potenzialausgleich Bei minimaler Abweichung einer Kontaktierung von der Mittellage wäre bereits ohne Magnetfeld eine Spannung zu messen. Diese Spannung kann durch den Potenzialausgleich kompensiert werden.

6 Versuchsergebnisse U H ~ I querU H ~ I quer U H ~ BU H ~ B

7 Berechnung der Hallspannung und Nur für mathematisch und physikalisch Interessierte!

8 Formel für die Hallspannung

9 Hall-Konstanten einiger Stoffe Stoff R H in m 3 /As Stoff R H in m 3 /As Kupfer-5, Kupfer-5, Silber-8, Silber-8, Indium-Arsenid-1, Indium-Arsenid-1, Zink+1, Zink+1, Aluminium+9, Aluminium+9,

10 Verbesserte Anordnung Hohe Hall- Leistung PHPHPHPH Induktions- empfindlich B Magnetfluss- empfindlich Schaltzeichen

11 Anwendungen der Hallsonde Messung von MagnetfeldernMessung von Magnetfeldern Wegmessung Wegmessung

12 Druckmessung Druckmessung

13 Bewegter Leiter im Magnetfeld U UHUH Eine Methode zur Drehzahlmessung

14 Aufgabe Auf einem Kunststoffträger ist eine Schicht aus Indium-Arsenid(InAs, R H = -1, m³/As) aufgedampft mit einer Dicke von 3 m. Berechnen Sie den einzustellenden Querstrom, wenn bei einer Feldstärke von 300mT eine Hallspannung von 100mV generiert werden soll!

15 Lösung


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