Algunas aplicaciones sobre el magnetismo

Presentado por:

Valentina Monroy Patiño

Juliana Teresa Niño Cobos

Presentado a:

Alberto Benavidez

Materia:

Física

Grado:

11-01

Escuela normal superior-Ibague

Introducción

• En el siguiente trabajo podrás enriquecer tus conocimientos acerca del efecto Hall, el cual es un tema de importancia en la rama de los temas de aplicación del magnetismo, en donde aclararas todas tus dudas y problemas que tengas acerca de este vital tema.

Objetivos

Con el siguiente contenido se pretende lograr la fomentación y el entendimiento en todos los aspectos sobre el tema ‘’efecto Hall’’ el cual hace parte vital de algunas de las aplicaciones del magnetismo en el área de la física.

Efecto Hall

• En un conductor por el que circula una corriente, en presencia de un campo magnético perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior del conductor, perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado. A este campo magnético se le denomina campo Hall. Llamado efecto Hall en honor a su descubridor Edwin Herbert Hall.

Explicación cualitativa del efecto Hall clásico

• Cuando por un material conductor o semiconductor, circula una corriente eléctrica, y estando este mismo material en el seno de un campo magnético, se comprueba que aparece una fuerza magnética en los portadores de carga que los reagrupa dentro del material, esto es, los portadores de carga se desvían y agrupan a un lado del material conductor o semiconductor, apareciendo así un campo eléctrico perpendicular al campo magnético y al propio campo eléctrico generado por la batería (Fm). Este campo eléctrico es el denominado campo Hall (Eh), y ligado a él aparece la tensión Hall, que se puede medir mediante el voltímetro de la figura.

Explicación cuantitativa del efecto Hall clásico

• Sea el material por el que circula la corriente con una velocidad v al que se le aplica un campo magnético B. Al aparecer una fuerza magnética Fm, los portadores de carga se agrupan en una región del material, ocasionando la aparición de una tensión VH y por lo tanto de un campo eléctrico E en la misma dirección. Este campo ocasiona a su vez la aparición de una fuerza eléctrica Fe de dirección contraria a Fm.

La física clásica del efecto Hall

Sabemos que un campo magnético actúa sobre las cargas en movimiento (Fuerza de Lorentz).

Una corriente I que atraviesa un material consiste en cargas (electrones) que se desplazan (en dirección contraria a la corriente) con una velocidad que denominaremos v.Si sumergimos esa corriente de electrones en un campo magnético B, cada uno de los electrones que forman la corriente estará sometidos a la fuerza de Lorenz Fm = -e.v^B.(como en el dibujo se cambió la dirección de v, ya que se está considerando un electrón, no debería considerarse el signo negativo de la carga) Donde -e corresponde a la carga de un electrón, v el vector velocidad del electrón y B el vector campo magnético aplicado.

Técnicas de medición

• Sin duda, la técnica de medición más utilizada para la determinación de los portadores de carga y resistividad en un semiconductor es la técnica de Van Der Paw. Es conocida también como técnica de cuatro puntas.

Efecto Hall cuántico

• El efecto Hall cuántico es un efecto mecanocuántico, análogo al efecto Hall, que se observa sólo en gases bidimensionales de electrones, esto es, en sistemas físicos en los que existen electrones confinados a una superficie, habitualmente por un campo eléctrico que los atrae hacia un aislante, o hacia un semiconductor sin dopar. A bajas temperaturas y campos magnéticos altos -temperaturas alrededor de los 4K y campos alrededor de los 10T- la conductividad eléctrica σ de tales sistemas está cuantizada y se puede describir por la fórmula:

O= v e2/h

Aplicación del efecto Hall

• Los sensores de Efecto Hall permiten medir :• La movilidad de una partícula cargada eléctricamente

(electrones, lagunas, etc).• Los campos magnéticos (Teslámetros)• La intensidad de corrientes eléctricas (sensores de corriente de Efecto

Hall)• También permiten la elaboración de sensores o detectores de posición

sin contacto, utilizados particularmente en el automóvil, para detectar la posición de un árbol giratorio (caja de cambios, paliers, etc.).

• Encontramos también sensores de efecto Hall bajo las teclas de los teclados de los instrumentos de música modernos (órganos, órganos digitales, sintetizadores) evitando así el desgaste que sufren los contactos eléctricos tradicionales.

• Encontramos sensores de efecto Hall en el codificador de un motor de CD.

• Los motores de Efecto Hall (HET) son aceleradores de plasma de gran eficacia.

Graficas alusivas al tema

Conclusión

• Con la anterior explicación se pudo lograr fomentar, entender y explicar mas a fondo este tema, toda su importancia en el magnetismo su efecto y todas sus derivaciones, por ello, el efecto Hall es de vital importancia para el magnetismo.

Web grafía

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• www.magnetismo.com

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