1. Apakah Kesan Dewan?

Kesan Hall disebabkan oleh interaksi antara medan elektrik dan magnet yang sepadan bagi zarah bercas (seperti elektron). Untuk pemahaman yang lebih jelas dan intuitif, anda boleh merujuk kepada gambar rajah animasi prinsip kesan Hall di bawah.

2. Prinsip Kesan Dewan

Apabila plat konduktif disambungkan ke litar dengan bateri, arus mula mengalir. Pembawa caj akan bergerak di sepanjang laluan linear dari satu hujung plat ke hujung yang lain. Pergerakan pembawa cas menjana medan magnet. Apabila magnet diletakkan berdekatan dengan plat, medan magnet pembawa cas menjadi herot, yang mengganggu aliran garis lurus pembawa cas. Daya yang mengganggu arah aliran pembawa cas dipanggil daya Lorentz.

Disebabkan herotan medan magnet pembawa cas, elektron bercas negatif akan terpesong ke satu sisi plat, manakala lubang bercas positif akan terpesong ke sisi lain. Perbezaan potensi, dikenali sebagai voltan Hall, akan dihasilkan di antara kedua-dua belah plat, yang boleh diukur dengan instrumen.

Kesan Hall dan daya Lorentz: anak panah biru B mewakili medan magnet yang melalui secara menegak melalui plat pengalir

Prinsip kesan Hall menyatakan bahawa apabila konduktor atau semikonduktor pembawa arus dimasukkan ke dalam medan magnet berserenjang, voltan boleh diukur pada kedudukan berserenjang dengan laluan semasa.

Voltan Hall, dilambangkan sebagai VH, diberikan oleh formula:

· VH ialah voltan Hall pada plat konduktif

· I ialah arus yang mengalir melalui penderia

· B ialah kekuatan medan magnet

· q ialah caj

· n ialah bilangan pembawa cas per unit isipadu

· d ialah ketebalan penderia

3. Prinsip Penderia Kesan Dewan

Apabila ketumpatan fluks magnet di sekeliling sensor melebihi ambang pratetap tertentu, sensor mengesannya dan menjana voltan keluaran yang dipanggil voltan Hall (VH). Prinsip khusus ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Penderia kesan Hall pada asasnya terdiri daripada sekeping segi empat tepat nipis bahan semikonduktor jenis p, seperti galium arsenide (GaAs), indium antimonide (InSb), atau indium arsenide (InAs), yang melaluinya arus berterusan.

Gambar rajah skema penderia kesan Hall

Apabila penderia kesan Hall diletakkan dalam medan magnet, garisan fluks magnet mengenakan daya pada bahan semikonduktor, menyebabkan pembawa cas (elektron dan lubang) terpesong ke kedua-dua belah plat semikonduktor. Pergerakan pembawa cas ini adalah hasil daripada daya magnet yang mereka alami semasa mereka melalui bahan semikonduktor.

Apabila elektron dan lubang ini bergerak ke sisi, perbezaan potensi terhasil antara kedua-dua belah bahan semikonduktor disebabkan oleh pengumpulan pembawa cas ini. Pergerakan elektron melalui bahan semikonduktor kemudiannya dipengaruhi oleh medan magnet luar yang berserenjang dengannya, dan kesan ini lebih ketara dalam bahan segi empat tepat rata.

Kesan Hall memberikan maklumat tentang jenis kutub magnet dan magnitud medan magnet. Sebagai contoh, kutub selatan akan menyebabkan peranti menghasilkan output voltan, manakala kutub utara tidak akan memberi kesan. Biasanya, penderia dan suis kesan Hall direka untuk berada dalam keadaan "mati" (keadaan litar terbuka) apabila tiada medan magnet hadir. Mereka hanya "menghidupkan" (keadaan litar tertutup) apabila terdedah kepada medan magnet dengan kekuatan dan kekutuban yang mencukupi.

4. Penderia Kesan Dewan

Dalam bentuk yang paling mudah, sensor beroperasi sebagai sensor analog, secara langsung mengembalikan voltan. Dengan medan magnet yang diketahui, jarak dari plat Dewan boleh ditentukan. Menggunakan sekumpulan penderia, kedudukan relatif magnet boleh disimpulkan.

Biasanya, penderia kesan Hall digabungkan dengan litar yang membenarkan peranti beroperasi dalam mod digital (hidup/mati), dan dalam konfigurasi ini, ia boleh dirujuk sebagai suis. Rajah di bawah menunjukkan sebuah roda dengan dua magnet yang melalui penderia kesan Hall.