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霍爾效應(yīng)
科技名詞定義
中文名稱：
霍爾效應(yīng)
英文名稱：
Hall effect
定義1：
在物質(zhì)中任何一點(diǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電場強(qiáng)度與電流密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度之矢量積成正比的現(xiàn)象。
應(yīng)用學(xué)科：
電力（一級(jí)學(xué)科）重要的；通論（二級(jí)學(xué)科）
定義2：
通過電流的半導(dǎo)體在垂直電流方向的磁場作用下開展研究，在與電流和磁場垂直的方向上形成電荷積累和出現(xiàn)電勢差的現(xiàn)象。
應(yīng)用學(xué)科：
機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）問題分析；工業(yè)自動(dòng)化儀表與系統(tǒng)（二級(jí)學(xué)科）培養；機(jī)械量測量儀表-機(jī)械量測量儀表一般名詞（三級(jí)學(xué)科）
以上內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布
霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的形式。當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)建設應用，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)日漸深入。這個(gè)電勢差也被叫做霍爾電勢差動力。
發(fā)現(xiàn)
霍爾效應(yīng)在1879年被E.H. 霍爾發(fā)現(xiàn)，它定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系互動式宣講，這種效應(yīng)和傳統(tǒng)的感應(yīng)效果*不同效高性。當(dāng)電流通過一個(gè)位于磁場中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力自動化，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電壓差提升。雖然這個(gè)效應(yīng)多年前就已經(jīng)被大家知道并理解，但基于霍爾效應(yīng)的傳感器在材料工藝獲得重大進(jìn)展前并不實(shí)用不折不扣，直到出現(xiàn)了高強(qiáng)度的恒定磁體和工作于小電壓輸出的信號(hào)調(diào)節(jié)電路支撐能力。根據(jù)設(shè)計(jì)和配置的不同，霍爾效應(yīng)傳感器可以作為開/關(guān)傳感器或者線性傳感器高效利用。
霍爾效應(yīng)（圖中電場方向應(yīng)向上）
解釋
在導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場特征更加明顯，會(huì)使得導(dǎo)體中的電子與電洞受到不同方向的洛倫茲力而往不同方向上聚集，在聚集起來的電子與電洞之間會(huì)產(chǎn)生電場講理論，此一電場將會(huì)使后來的電子電洞受到電力作用而平衡掉磁場造成的洛倫茲力數字技術，使得后來的電子電洞能順利通過
霍爾效應(yīng)
不會(huì)偏移，此稱為霍爾效應(yīng)市場開拓。而產(chǎn)生的內(nèi)建電壓稱為霍爾電壓措施。
方便起見，假設(shè)導(dǎo)體為一個(gè)長方體要落實好，長度分別為a,b,d緊密相關，磁場垂直ab平面。電流經(jīng)過ad先進技術，電流I = nqv（ad）培訓，n為電荷密度。設(shè)霍爾電壓為VH宣講手段，導(dǎo)體沿霍爾電壓方向的電場為VH / a分析。設(shè)磁場強(qiáng)度為B。
洛倫茲力
f=qE+qvB/c（Gauss 單位制）
電荷在橫向受力為零時(shí)不在發(fā)生橫向偏轉(zhuǎn)全面闡釋，結(jié)果電流在磁場作用下在器件的兩個(gè)側(cè)面出現(xiàn)了穩(wěn)定的異號(hào)電荷堆積從而形成橫向霍爾電場
E= - vB/c
由實(shí)驗(yàn)可測出 E= UH/W 定義霍爾電阻為
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）
相關(guān)反應(yīng)
量子霍爾效應(yīng)
熱霍爾效應(yīng)：垂直磁場的導(dǎo)體會(huì)有溫度差非常激烈。
Corbino效應(yīng)：垂直磁場的薄圓碟會(huì)產(chǎn)生一個(gè)圓周方向的電流。
自旋霍爾效應(yīng)
本質(zhì)
固體材料中的載流子在外加磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)引人註目，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移領域，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累溝通機製，形成垂直于電流方向的電場，zui終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡註入新的動力，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓領先水平。正交電場和電流強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的乘積之比就是霍爾系數(shù)。平行電場和電流強(qiáng)度之比就是電阻率雙重提升。大量的研究揭示：參加材料導(dǎo)電過程的不僅有帶負(fù)電的電子戰略布局，還有帶正電的空穴。
應(yīng)用
霍爾效應(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要表現明顯更佳。霍爾發(fā)現(xiàn)讓人糾結，如果對(duì)位于磁場（B）中的導(dǎo)體（d）施加一個(gè)電壓（Iv），該磁場的方向垂直于所施加電壓的方向穩定發展，那么則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)電壓（UH），人們將這個(gè)電壓叫做霍爾電壓聯動，產(chǎn)生這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)增持能力。好比一條路， 本來大家是均勻的分布在路面上, 往前移動(dòng). 當(dāng)有磁場時(shí)行業內卷， 大家可能會(huì)被推到靠路的右邊行走. 故路 （導(dǎo)體） 的兩側(cè), 就會(huì)產(chǎn)生電壓差. 這個(gè)就叫“霍爾效應(yīng)”追求卓越。根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件，就是以磁場為工作媒體參與能力，將物體的運(yùn)動(dòng)參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出合理需求，使之具備傳感和開關(guān)的功能。
訖今為止充分發揮，已在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用的霍爾器件有：在分電器上作信號(hào)傳感器高質量、ABS系統(tǒng)中的速度傳感器、汽車速度表和里程表選擇適用、液體檢測器管理、各種用電負(fù)載的電流檢測及工作狀態(tài)診斷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及曲軸角度傳感器業務指導、各種開關(guān)覆蓋範圍，等等。 物理量
例如汽車點(diǎn)火系統(tǒng)積極性，設(shè)計(jì)者將霍爾傳感器放在分電器內(nèi)取代機(jī)械斷電器奮勇向前，用作點(diǎn)火脈沖發(fā)生器。這種霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器隨著轉(zhuǎn)速變化的磁場在帶電的半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生脈沖電壓實施體系，控制電控單元（ECU）的初級(jí)電流組建。相對(duì)于機(jī)械斷電器而言，霍爾式點(diǎn)火脈沖發(fā)生器無磨損免維護(hù)效果較好，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境顯著，還能地控制點(diǎn)火正時(shí)快速增長，能夠較大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，具有明顯的優(yōu)勢占。
用作汽車開關(guān)電路上的功率霍爾電路高質量，具有抑制電磁干擾的作用。許多人都知道激發創作，轎車的自動(dòng)化程度越高前景，微電子電路越多，就越怕電磁干擾增幅最大。而在汽車上有許多燈具和電器件共享應用，尤其是功率較大的前照燈、空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電流標準，使機(jī)械式開關(guān)觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧示範推廣，產(chǎn)生較大的電磁干擾信號(hào)。采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象即將展開。
霍爾器件通過檢測磁場變化大幅增加，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出，可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運(yùn)行參數(shù)的變化傳承。例如位置等特點、位移、角度多種、角速度將進一步、轉(zhuǎn)速等等，并可將這些變量進(jìn)行二次變換發展成就；可測量壓力成就、質(zhì)量、液位關註、流速自然條件、流量等￠_展；魻柶骷敵隽恐苯优c電控單元接口互動互補，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測。目前的霍爾器件都可承受一定的振動(dòng)意向，可在零下40攝氏度到零上150攝氏度范圍內(nèi)工作意料之外，全部密封不受水油污染，完夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境形式。
發(fā)展
美國物理學(xué)家霍爾（Hall,Edwin Herbert,1855-1938）于1879年在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)置之不顧，當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢差數字化，這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)方便。這個(gè)電勢差也被叫做霍爾電勢差基礎上。
在霍爾效應(yīng)發(fā)現(xiàn)約100年后，德國物理學(xué)家克利青（Klaus von Klitzing, 1943-）等在研究極低溫度和強(qiáng)磁場中的半導(dǎo)體時(shí)發(fā)現(xiàn)了量子霍耳效應(yīng)應用領域，這是當(dāng)代凝聚態(tài)物理學(xué)令人驚異的進(jìn)展之一保持競爭優勢，克利青為此獲得了1985年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 之后發展機遇，美籍華裔物理學(xué)家崔琦和美國物理學(xué)家勞克林（Robert B.Laughlin長效機製，1950-）、施特默（Horst L. St rmer全技術方案，1949-）在更強(qiáng)磁場下研究量子霍爾效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)分享，這個(gè)發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)量子現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步，他們?yōu)榇双@得了1998年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)信息化。 （Daniel Chee Tsui,1939- ）
zui近方式之一，復(fù)旦校友、斯坦福教授張首晟與母校合作開展了“量子自旋霍爾效應(yīng)”的研究新型儲能。“量子自旋霍爾效應(yīng)”zui先由張首晟教授預(yù)言創新能力，之后被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。這一成果是美國《科學(xué)》雜志評(píng)出的2007年科學(xué)進(jìn)展之一領域。如果這一效應(yīng)在室溫下工作，它可能導(dǎo)致新的低功率的“自旋電子學(xué)”計(jì)算設(shè)備的產(chǎn)生好宣講。 目前工業(yè)上應(yīng)用的高精度的電壓和電流型傳感器有很多就是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的註入新的動力，誤差精度能達(dá)到0.1%以下
正是基于以上原理的良好應(yīng)用。對(duì)于測量瓶壁厚度有良好的效果雙向互動。
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2025第十屆華南空氣壓縮機(jī)展覽會(huì)
展會(huì)城市：佛山市展會(huì)時(shí)間：2025-05-21