1. ہال اثر کیا ہے؟

ہال کا اثر چارج شدہ ذرات (جیسے الیکٹران) کے متعلقہ برقی اور مقناطیسی شعبوں کے درمیان تعامل کی وجہ سے ہوتا ہے۔ مزید واضح اور بدیہی تفہیم کے لیے، آپ ذیل میں ہال ایفیکٹ اصول کے اینیمیشن ڈایاگرام کا حوالہ دے سکتے ہیں۔

2. ہال اثر کا اصول

جب ایک کنڈکٹو پلیٹ کو بیٹری کے ساتھ سرکٹ سے جوڑا جاتا ہے، تو کرنٹ بہنا شروع ہو جاتا ہے۔ چارج کیریئر پلیٹ کے ایک سرے سے دوسرے سرے تک لکیری راستے کے ساتھ آگے بڑھیں گے۔ چارج کیریئرز کی حرکت ایک مقناطیسی میدان پیدا کرتی ہے۔ جب مقناطیس کو پلیٹ کے قریب رکھا جاتا ہے تو، چارج کیریئرز کا مقناطیسی میدان مسخ ہو جاتا ہے، جو چارج کیریئرز کے سیدھی لائن کے بہاؤ میں خلل ڈالتا ہے۔ وہ قوت جو چارج کیریئرز کے بہاؤ کی سمت میں خلل ڈالتی ہے اسے لورینٹز فورس کہا جاتا ہے۔

چارج کیریئرز کے مقناطیسی میدان کے مسخ ہونے کی وجہ سے، منفی چارج شدہ الیکٹران پلیٹ کے ایک طرف جھک جائیں گے، جب کہ مثبت چارج شدہ سوراخ دوسری طرف سے ہٹ جائیں گے۔ ایک ممکنہ فرق، جسے ہال وولٹیج کہا جاتا ہے، پلیٹ کے دونوں اطراف کے درمیان پیدا کیا جائے گا، جسے کسی آلے سے ماپا جا سکتا ہے۔

ہال کا اثر اور لورینٹز فورس: نیلے رنگ کا تیر B مقناطیسی میدان کی نمائندگی کرتا ہے جو عمودی طور پر کوندکٹو پلیٹ سے گزرتا ہے

ہال اثر کا اصول یہ بتاتا ہے کہ جب کرنٹ لے جانے والے موصل یا سیمی کنڈکٹر کو کھڑے مقناطیسی میدان میں داخل کیا جاتا ہے، تو وولٹیج کو موجودہ راستے پر کھڑے مقام پر ماپا جا سکتا ہے۔

ہال وولٹیج، جسے VH کہا جاتا ہے، فارمولے کے ذریعے دیا جاتا ہے:

· VH کنڈکٹو پلیٹ پر ہال وولٹیج ہے۔

· I سینسر کے ذریعے بہنے والا کرنٹ ہے۔

· B مقناطیسی میدان کی طاقت ہے۔

q چارج ہے۔

· n فی یونٹ والیوم چارج کیریئرز کی تعداد ہے۔

· d سینسر کی موٹائی ہے۔

3. ہال ایفیکٹ سینسرز کا اصول

جب سینسر کے ارد گرد مقناطیسی بہاؤ کی کثافت ایک مخصوص پیش سیٹ حد سے بڑھ جاتی ہے، تو سینسر اس کا پتہ لگاتا ہے اور ایک آؤٹ پٹ وولٹیج تیار کرتا ہے جسے ہال وولٹیج (VH) کہتے ہیں۔ مخصوص اصول نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

ہال ایفیکٹ سینسر بنیادی طور پر پی قسم کے سیمی کنڈکٹر مواد کے ایک پتلے مستطیل ٹکڑے پر مشتمل ہوتا ہے، جیسے گیلیم آرسنائیڈ (GaAs)، انڈیم اینٹیمونائیڈ (InSb)، یا انڈیم آرسنائیڈ (InAs)، جس کے ذریعے مسلسل کرنٹ گزرتا ہے۔

ہال ایفیکٹ سینسر کا اسکیمیٹک ڈایاگرام

جب ایک ہال ایفیکٹ سینسر کو مقناطیسی میدان میں رکھا جاتا ہے تو، مقناطیسی بہاؤ کی لکیریں سیمی کنڈکٹر مواد پر ایک قوت لگاتی ہیں، جس کی وجہ سے چارج کیرئیر (الیکٹران اور سوراخ) سیمی کنڈکٹر پلیٹ کے دونوں طرف موڑ جاتے ہیں۔ چارج کیریئرز کی یہ حرکت اس مقناطیسی قوت کا نتیجہ ہے جب وہ سیمی کنڈکٹر مواد سے گزرتے ہیں۔

جیسا کہ یہ الیکٹران اور سوراخ ایک طرف حرکت کرتے ہیں، ان چارج کیریئرز کے جمع ہونے کی وجہ سے سیمی کنڈکٹر مواد کے دونوں اطراف کے درمیان ایک ممکنہ فرق پیدا ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر مواد کے ذریعے الیکٹرانوں کی حرکت پھر اس پر کھڑے بیرونی مقناطیسی میدان سے متاثر ہوتی ہے، اور یہ اثر فلیٹ مستطیل مواد میں زیادہ واضح ہوتا ہے۔

ہال اثر مقناطیسی قطب کی قسم اور مقناطیسی میدان کی وسعت کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک جنوبی قطب آلہ کو وولٹیج آؤٹ پٹ پیدا کرنے کا سبب بنے گا، جبکہ قطب شمالی پر کوئی اثر نہیں پڑے گا۔ عام طور پر، ہال ایفیکٹ سینسرز اور سوئچز کو "آف" حالت (اوپن سرکٹ حالت) میں اس لیے ڈیزائن کیا جاتا ہے جب کوئی مقناطیسی میدان موجود نہ ہو۔ وہ صرف "آن" ہوتے ہیں (کلوزڈ سرکٹ کی حالت) جب کافی طاقت اور قطبیت کے مقناطیسی میدان کے سامنے آتے ہیں۔

4. ہال اثر سینسر

اپنی آسان ترین شکل میں، سینسر ایک اینالاگ سینسر کے طور پر کام کرتا ہے، براہ راست وولٹیج واپس کرتا ہے۔ ایک معروف مقناطیسی میدان کے ساتھ، ہال پلیٹ سے فاصلے کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ سینسر کے ایک گروپ کا استعمال کرتے ہوئے، مقناطیس کی رشتہ دار پوزیشن کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے.

عام طور پر، ہال ایفیکٹ سینسرز کو سرکٹس کے ساتھ ملایا جاتا ہے جو ڈیوائس کو ڈیجیٹل (آن/آف) موڈ میں کام کرنے کی اجازت دیتے ہیں، اور اس کنفیگریشن میں، انہیں سوئچز کہا جا سکتا ہے۔ نیچے کی تصویر ہال ایفیکٹ سینسر کے پاس سے گزرنے والے دو میگنےٹ کے ساتھ ایک پہیہ دکھاتی ہے۔