1樓：捲毛
霍爾元件是一種基於霍爾效應的磁感測器，已發展成一個品種多樣的磁感測器產品族，並已得到廣泛的應用。本文簡要介紹其工作原理， 產品特性及其典型應用。
霍爾器件是一種磁感測器。用它們可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾器件以霍爾效應為其工作基礎。
霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1mhz），耐震動，不怕灰塵、油汙、水汽及鹽霧等的汙染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重複精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度範圍寬，可達－55℃～150℃。
按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，後者輸出數字量。
按被檢測的物件的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測物件本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢物件上人為設定的磁場，用這個磁場來作被檢測的資訊的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。
霍爾效應和霍爾元件
霍爾效應
如圖1所示，在一塊通電的半導體薄片上，加上和**表面垂直的磁場b，在薄片的橫向兩側會出現一個電壓，如圖1中的vh，這種現象就是霍爾效應，是由科學家愛德文·霍爾在2023年發現的。vh稱為霍爾電壓。
（a）霍爾效應和霍爾元件
這種現象的產生，是因為通電半導體片中的載流子在磁場產生的洛侖茲力的作用下，分別向**橫向兩側偏轉和積聚，因而形成一個電場，稱作霍爾電場。霍爾電場產生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續堆積，直到霍爾電場力和洛侖茲力相等。這時，**兩側建立起一個穩定的電壓，這就是霍爾電壓。
在**上作四個電極，其中c1、c2間通以工作電流i，c1、c2稱為電流電極，c3、c4間取出霍爾電壓vh，c3、c4稱為敏感電極。將各個電極焊上引線，並將**用塑料封裝起來，就形成了一個完整的霍爾元件（又稱霍爾片）。
在上述（1）、（2）、（3）式中vh是霍爾電壓，ρ是用來製作霍爾元件的材料的電阻率，μn是材料的電子遷移率，rh是霍爾係數，l、w、t分別是霍爾元件的長、寬和厚度，f(i/w)是幾何修正因子，是由元件的幾何形狀和尺寸決定的，i是工作電流，v是兩電流電極間的電壓，p是元件耗散的功率。由(1)～(3)式可見，在霍爾元件中，ρ、rh、μn決定於元件所用的材料，i、w、t和f(i/w)決定於元件的設計和工藝，霍爾元件一旦製成，這些引數均為常數。因此，式(1)～(3)就代表了霍爾元件的三種工作方式所得的結果。
(1)式表示電流驅動，(2)式表示電壓驅動，(3)式可用來評估霍爾片能承受的最大功率。
為了精確地測量磁場，常用恆流源供電，令工作電流恆定，因而，被測磁場的磁感應強度b可用霍爾電壓來量度。
在一些精密的測量儀表中，還採用恆溫箱，將霍爾元件置於其中，令rh保持恆定。
若使用環境的溫度變化，常採用恆壓驅動，因和rh比較起來，μn隨溫度的變化比較平緩，因而vh受溫度變化的影響較小。
為獲得儘可能高的輸出霍爾電壓vh，可加大工作電流，同時元件的功耗也將增加。(3)式表達了vh能達到的極限——元件能承受的最大功耗。
2樓：輕候念雲
霍爾效應
霍爾效應是電磁效應的一種，這一現象是美國物理學家霍爾（e.h.hall，1855—1938）於2023年在研究金屬的導電機制時發現的。
[1]當電流垂直於外磁場通過半導體時，載流子發生偏轉，垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場，從而在半導體的兩端產生電勢差，這一現象就是霍爾效應，這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。霍爾效應使用左手定則判斷。
中文名霍爾效應
外文名hall effect
表示式vh=bi/(nqd)
提出者霍爾
提出時間
2023年
快速導航
解釋本質
應用發展
相關效應
研究前景
發現霍爾效應[2] 在2023年被物理學家霍爾發現，它定義了磁場和感應電壓之間的關係，這種效應和傳統的電磁感應完全不同。當電流通過一個位於磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的作用力，從而在垂直於導體與磁感線的兩個方向上產生電勢差。
雖然這個效應多年前就已經被人們知道並理解，但基於霍爾效應的感測器在材料工藝獲得重大進展前並不實用，直到出現了高強度的恆定磁體和工作於小電壓輸出的訊號調節電路。根據設計和配置的不同，霍爾效應感測器可以作為開/關感測器或者線性感測器，廣泛應用於電力系統中。
解釋在半導體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得半導體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來的電子與空穴之間會產生電場，電場力與洛倫茲力產生平衡之後，不再聚集，此時電場將會使後來的電子和空穴受到電場力的作用而平衡掉磁場對其產生的洛倫茲力，使得後來的電子和空穴能順利通過不會偏移，這個現象稱為霍爾效應。而產生的內建電壓稱為霍爾電壓。
方便起見，假設導體為一個長方體，長度分別為a、b、d，磁場垂直ab平面。電流經過ad，電流i = nqv(ad)，n為電荷密度。設霍爾電壓為vh，導體沿霍爾電壓方向的電場為vh / a。
設磁感應強度為b。
洛倫茲力
f=qe+qvb/c(gauss 單位制)
電荷在橫向受力為零時不再發生橫向偏轉，結果電流在磁場作用下在器件的兩個側面出現了穩定的異號電荷堆積從而形成橫向霍爾電場
由實驗可測出 e= uh/w 定義霍爾電阻為
rh= uh/i =ew/jw= e/j
j = q n vrh=-vb/c /(qn v)=- b/(qnc)
uh=rh i= -b i /(q n c)
本質固體材料中的載流子在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發生偏移，並在材料兩側產生電荷積累，形成垂直於電流方向的電場，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡，從而在兩側建立起一個穩定的電勢差即霍爾電壓。[4] 正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾係數。平行電場和電流強度之比就是電阻率。
大量的研究揭示：參加材料導電過程的不僅有帶負電的電子，還有帶正電的空穴。[5]
應用霍爾效應在應用技術中特別重要。霍爾發現，如果對位於磁場(b)中的導體(d)施加一個電流(iv)，該磁場的方向垂直於所施加電壓的方向，那麼則在既與磁場垂直又和所施加電流方向垂直的方向上會產生另一個電壓(uh)，人們將這個電壓叫做霍爾電壓，產生這種現象被稱為霍爾效應。[6] 好比一條路， 本來大家是均勻的分佈在路面上, 往前移動。
當有磁場時， 大家可能會被推到靠路的右邊行走。故路 (導體) 的兩側，就會產生電壓差。這個就叫“霍爾效應”。
3樓：匿名使用者
不知道你指的是什麼實驗？ 在實驗室做實驗，磁場的強度往往是需要變化的，使用電磁鐵可能是為了調節磁場強度大小方便吧，如果使用一般的磁鐵，磁感應強度是固定的，強度是無法調節的。不方便做實驗吧。
意見供參考
4樓：望正德
霍爾效應實驗是指為了解霍爾效應測量磁場原理而進行的實驗。
中文名霍爾效應實驗
目的瞭解霍爾效應測量磁場的原理
儀器與裝置
霍爾效應實驗儀
原理霍爾效應
快速導航
儀器與裝置原理內容及步驟資料處理問題
目的與要求
1． 瞭解霍爾效應測量磁場的原理和方法；
2． 觀察磁電效應現象；
3． 學會用霍爾元件測量磁場及元件引數的基本方法。
儀器與裝置
霍爾效應實驗儀
原理1．霍爾效應
霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力作用而引起的偏轉所產生的。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直於電流和磁場的方向上產生正負電荷的積累，從而形成附加的橫向電場。如圖5.
1-1所示的半導體試樣，若在方向通以電流，在方向（垂直紙面向外）加磁場，則在方向即試樣、電極兩側就開始積累異號電荷而產生相應的附加電場。電場的指向取決於試樣的導電型別。顯然，該電場是阻止載流子繼續向側面偏移的。
當載流子所受的橫向電場力與洛侖茲力相等時，樣品兩側電荷的積累就達到平衡。
簡述霍爾效應原理
5樓：天上飛
原理：當電流垂直於外磁場通過半導體時，載流子發生偏轉，垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場，從而在半導體的兩端產生電勢差，這一現象就是霍爾效應，這個電勢差也被稱為霍爾電勢差。
霍爾效應 在2023年被物理學家霍爾發現，它定義了磁場和感應電壓之間的關係，這種效應和傳統的電磁感應完全不同。當電流通過一個位於磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直於電子運動方向上的作用力，從而在垂直於導體與磁感線的兩個方向上產生電勢差。
雖然這個效應多年前就已經被人們知道並理解，但基於霍爾效應的感測器在材料工藝獲得重大進展前並不實用，直到出現了高強度的恆定磁體和工作於小電壓輸出的訊號調節電路。根據設計和配置的不同，霍爾效應感測器可以作為開/關感測器或者線性感測器，廣泛應用於電力系統中。
6樓：暴走少女
在半導體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得半導體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來的電子與空穴之間會產生電場。
電場力與洛倫茲力產生平衡之後，不再聚集，此時電場將會使後來的電子和空穴受到電場力的作用而平衡掉磁場對其產生的洛倫茲力，使得後來的電子和空穴能順利通過不會偏移，這個現象稱為霍爾效應。而產生的內建電壓稱為霍爾電壓。
7樓：逗比逗無悔
霍爾效應原理：當電流垂直於外磁場通過半導體時，載流子發生偏轉，垂直於電流和磁場的方向會產生一附加電場，從而在半導體的兩端產生電勢差。
在半導體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得半導體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來的電子與空穴之間會產生電場。
電場力與洛倫茲力產生平衡之後，不再聚集，此時電場將會使後來的電子和空穴受到電場力的作用而平衡掉磁場對其產生的洛倫茲力，使得後來的電子和空穴能順利通過不會偏移。
擴充套件資料
霍爾效應在應用技術中特別重要，在現代汽車上廣泛應用的霍爾器件有：在分電器上作訊號感測器、abs系統中的速度感測器、汽車速度表和里程錶、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態診斷、發動機轉速及曲軸角度感測器、各種開關等等。
霍爾器件通過檢測磁場變化，轉變為電訊號輸出，可用於監視和測量汽車各部件執行引數的變化。例如位置、位移、角度、角速度、轉速等等，並可將這些變數進行二次變換；可測量壓力、質量、液位、流速、流量等。
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