Efeito hall

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EFEITO HALL E SUAS APLICAÇÕES

ADRIANO LEOPOLDINO DE PAULA

RESUMO: O presente trabalho apresentará o Efeito Hall descoberto em 1879 por Edwin H. Hall que o fez ao passar uma corrente (i) em um condutor ao longo da uma direção e aplicar um campo magnético (B) perpendicular à direção da corrente, surge uma diferença de potencial, denominada Hall, entre os dois lados do condutor perpendicularesa (i) e (B); sendo este um resultado da Força de Lorentz.

INTRODUÇÃO

Edwin H. Hall, no ano de 1879, ao realizar experimentos para medir o sinal dos portadores de carga de um condutor notou algo peculiar. Já se conhecia que quando o condutor era exposto a um campo magnético as cargas presentes nele eram submetidos a uma força que alterava o seu movimento.
Contudo, Edwin H. Hall observou osurgimento de regiões com carga negativa e outras com carga positiva no condutor, criando, deste modo, um campo magnético perpendicular ao campo gerado pela corrente principal; por essa descoberta, o referido efeito foi nomeado como Hall, em sua homenagem

DESENVOLVIMENTO

Quando um fio condutor, percorrido por uma corrente elétrica, é colocado na presença de um campo magnético as cargas destecondutor sofrerão um força.
Na Fig. 1 as cargas positivas se deslocam para a direita sob a ação de uma força magnética agindo de baixo para cima. Note que se a partícula tem carga negativa e se move no mesmo sentido ela será defletida para baixo.

Figura 1: EFEITO HALL CLÁSSICO

A força magnética sobre as cargas provoca uma corrente perpendicular a direção de propagação da corrente inicial.Isto promoverá o aparecimento de uma região com concentração de cargas positivas e a outra de cargas negativa, como mostra a Fig. 1, criando um campo elétrico perpendicular ao campo magnético B. Esta corrente cessará quando o balanço de cargas, positivas e negativas crie uma força elétrica que anule a força magnética sobre as cargas. Isto é,

Fe=Fm ou qE=q(V×B)

Neste exemplo (Fig.1) haverá cargas positivas acumuladas na região superior do condutor. A diferença de potencial (V) entre as partes superior e inferior do condutor é dada por;

V=Ed=vBd=iBdnqA

onde i é a corrente no condutor, A é área seccional e n é o número de carga por unidade de volume e d é a distancia entre as extremidades do condutor.
O efeito Hall permite a obtenção de dois resultados importantes. Emprimeiro lugar, é possível determinar o sinal da carga dos portadores, bastando medir a diferença de potencial entre as superfícies superior e inferior. Em segundo lugar, fornece o valor da densidade de portadores (n).
Esses dois resultados são de extrema importância na indústria eletrônica, pois permite a fabricação de dispositivos que dependem do tipo (elétrons ou lacunas) e da quantidade deportadores.

SENSOR HALL

Apesar do efeito Hall existir em qualquer material condutor, seu efeito é mais intenso em materiais semicondutores. Entretanto, os semicondutores apresentam variações de lote para lote, necessitando de um circuito eletrônico auxiliar para ajustar o sinal do efeito Hall para um valor calibrado do campo magnético.
A grande vantagem do sensor Hall como elemento de medidado campo magnético é a capacidade de medir tanto campos contínuos (DC) como alternados em um único instrumento.
Praticamente todos os gaussímetros portáteis utilizam sensores Hall que são usados para medir os campos magnéticos, ou inspecionar materiais (tais como tubos ou tubulações), utilizando o princípio de fuga de fluxo magnético.
Como os dispositivos de efeito Hall produzem sinais de nívelmuito baixo, há a necessidade do uso de amplificadores. Os amplificadores de tubo de vácuo disponíveis na primeira metade do século 20 eram muito caros, consumiam muita energia e não eram confiáveis para aplicações cotidianas. Foi somente com o surgimento dos circuitos integrados de baixo custo que o sensor de efeito Hall tornou-se adequado para aplicação comercial. Muitos dos dispositivos...
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