Hall-Effekt und darauf basierende Sensoren

Hall-Effekt und darauf basierende SensorenDer Hall-Effekt wurde 1879 vom amerikanischen Wissenschaftler Edwin Herbert Hall entdeckt. Sein Wesen ist wie folgt. Wenn ein Strom durch eine leitende Platte geleitet wird und ein Magnetfeld senkrecht zur Platte gerichtet ist, erscheint die Spannung in der Richtung quer zum Strom (und zur Richtung des Magnetfelds): Uh = (RhHlsinw) / d, wobei Rh der Hall-Koeffizient in Abhängigkeit vom Material des Leiters ist; H ist die Magnetfeldstärke; Ich bin der Strom im Leiter; w ist der Winkel zwischen der Richtung des Stroms und dem Magnetfeldinduktionsvektor (wenn w = 90 °, sinw = 1); d ist die Dicke des Materials.

Der Hallsensor ist geschlitzt. Auf einer Seite des Schlitzes befindet sich ein Halbleiter, durch den beim Einschalten der Zündung Strom fließt, und andererseits ein Permanentmagnet.

In einem Magnetfeld werden sich bewegende Elektronen durch eine Kraft beeinflusst. Der Kraftvektor ist senkrecht zur Richtung sowohl der magnetischen als auch der elektrischen Komponente des Feldes.

Wenn ein Halbleiterwafer (beispielsweise aus Indiumarsenid oder Indiumantimonid) durch Induktion in einen elektrischen Strom in ein Magnetfeld eingeführt wird, entsteht an den Seiten eine Potentialdifferenz senkrecht zur Stromrichtung. Die Hall-Spannung (Hall-EMF) ist proportional zum Strom und zur magnetischen Induktion.

Zwischen der Platte und dem Magneten befindet sich ein Spalt. In der Lücke des Sensors befindet sich ein Stahlsieb. Befindet sich kein Schirm im Spalt, wirkt ein Magnetfeld auf die Halbleiterplatte und die Potentialdifferenz wird von dieser entfernt. Befindet sich der Bildschirm in der Lücke, schließen sich die Magnetfeldlinien durch den Bildschirm und wirken nicht auf die Platte. In diesem Fall tritt die Potentialdifferenz nicht auf der Platte auf.

Die integrierte Schaltung wandelt die auf der Platte erzeugte Potentialdifferenz in negative Spannungsimpulse eines bestimmten Wertes am Ausgang des Sensors um. Wenn sich der Bildschirm in der Sensorlücke befindet, liegt am Ausgang Spannung an. Wenn sich kein Bildschirm in der Sensorlücke befindet, liegt die Spannung am Sensorausgang nahe bei Null ...

 

Zar - Elektrophor

Zar - ElektrophorIm Sommer 1814 Napoleons Sieger Allrussischer Kaiser Alexander der Erste besuchte die niederländische Stadt Haarlem. Der angesehene Gast wurde in die örtliche Akademie eingeladen. Hier schrieb der Historiker: "Die große elektrische Maschine hat zuallererst die Aufmerksamkeit Seiner Majestät auf sich gezogen." Hergestellt im Jahre 1784. Das Auto machte wirklich einen großen Eindruck. Zwei Glasscheiben mit einem Durchmesser von der Größe einer Person, die von vier Personen um eine gemeinsame Achse gedreht wurden. Reibungsstrom (Triboelektrizität) wurde zugeführt, um die Batterie von zwei Leiden-Dosen, Kondensatoren dieser Zeit, aufzuladen. Die Funken von ihnen erreichten eine Länge von mehr als einem halben Meter, von der der Kaiser überzeugt war.

Seine Reaktion auf dieses mitteleuropäische Technologiewunder war mehr als zurückhaltend. Von Kindheit an war Alexander mit der Maschine noch größer vertraut und Funken gab mehr davon. Es wurde gemacht. noch früher im Jahr 1777. In seiner Heimat in St. Petersburg war es einfacher, sicherer und erforderte weniger Bedienstete als die Holländer. Kaiserin Katharina II. Unterhielt sich in Gegenwart ihrer Enkelkinder mit Hilfe dieser Maschine durch elektrische Experimente in Zarskoje Selo. Dann wurde sie als seltenes Exponat in die Kunstkamera von St. Petersburg überführt, dann wurde sie auf Befehl von dort weggebracht und ihre Spuren gingen verloren.

Alexander wurde die Technik des Vortages gezeigt. Das Prinzip der Stromerzeugung durch Reibung wird seit mehr als 200 Jahren nicht mehr angewendet, während die der Haushaltsmaschine zugrunde liegende Idee in modernen Labors von Schulen und Universitäten weltweit immer noch verwendet wird. Dieses Prinzip - elektrostatische Induktion - wurde in Russland von dem russischen Akademiker entdeckt und erstmals beschrieben, dessen Namen nur wenige Menschen kennen, und das ist unfair. Ich möchte die aktuelle Generation daran erinnern ...

 

In naher Zukunft werden alle Stromkabel aus supraleitenden Materialien bestehen

Das Prinzip der Supraleitung. Magnetfeldeffekt Der Stromfluss in Leitern ist immer mit Energieverlusten verbunden, d.h. mit dem Übergang von Energie von elektrisch zu thermisch. Dieser Übergang ist irreversibel, der umgekehrte Übergang ist nur mit dem Abschluss der Arbeiten verbunden, da die Thermodynamik davon spricht. Es besteht jedoch die Möglichkeit, Wärmeenergie in elektrische Energie umzuwandeln und die sogenannte zu nutzen thermoelektrischer Effekt, wenn zwei Kontakte von zwei Leitern verwendet werden, von denen einer erwärmt und der andere gekühlt wird.

In der Tat, und diese Tatsache ist überraschend, gibt es eine Reihe von Leitern, bei denen unter bestimmten Bedingungen während des Stromflusses kein Energieverlust auftritt! In der klassischen Physik ist dieser Effekt unerklärlich.

Nach der klassischen elektronischen Theorie tritt die Bewegung eines Ladungsträgers in einem gleichmäßig beschleunigten elektrischen Feld auf, bis er mit einem Strukturdefekt oder einer Gitterschwingung kollidiert. Wenn es nach einer Kollision unelastisch ist, wie eine Kollision zweier Plastilinkugeln, verliert ein Elektron Energie und überträgt sie auf ein Gitter aus Metallatomen. In diesem Fall kann grundsätzlich keine Supraleitung vorliegen.

Es stellt sich heraus, dass Supraleitung nur unter Berücksichtigung von Quanteneffekten auftritt. Es ist schwer vorstellbar. Eine kleine Vorstellung vom Mechanismus der Supraleitung kann aus den folgenden Überlegungen erhalten werden ...

 

Wie Pflanzen auf Elektrizität reagieren

Wie Pflanzen auf Elektrizität reagierenZunächst wird die Agrarindustrie vollständig zerstört. Was weiter? Ist es Zeit Steine ​​zu sammeln? Ist es an der Zeit, alle kreativen Kräfte zu vereinen, um den Dorfbewohnern und Sommerbewohnern die neuen Produkte zu bieten, die die Produktivität drastisch steigern, die Handarbeit reduzieren und neue Wege in der Genetik finden ... Ich würde den Lesern des Magazins empfehlen, Autoren der Überschrift "Für die Dorf- und Sommerbewohner" zu sein. Ich werde mit der langjährigen Arbeit "Elektrisches Feld und Produktivität" beginnen.

Als ich 1954 Student der Militärakademie für Kommunikation in Leningrad war, wurde ich leidenschaftlich von der Photosynthese mitgerissen und führte einen interessanten Test mit wachsenden Zwiebeln auf der Fensterbank durch. Die Fenster des Raumes, in dem ich lebte, waren nach Norden ausgerichtet, und deshalb konnten die Glühbirnen die Sonne nicht empfangen. Ich habe fünf Zwiebeln in zwei längliche Kisten gepflanzt. Er nahm die Erde für beide Kisten am selben Ort. Ich hatte keine Düngemittel, d.h. Die gleichen Wachstumsbedingungen wurden geschaffen. Über einer Box oben in einem Abstand von einem halben Meter (Abb. 1) platzierte ich eine Metallplatte, an der ich einen Draht von einem Hochspannungsgleichrichter + 10 000 V befestigte, und ein Nagel wurde in den Boden dieser Box eingeführt, an den ich einen „-“ - Draht vom Gleichrichter anschloss.

Ich habe dies getan, damit nach meiner Katalyse-Theorie die Erzeugung eines hohen Potentials in der Pflanzenzone zu einer Erhöhung des Dipolmoments der an der Photosynthesereaktion beteiligten Moleküle führt und die Testtage gezogen werden. Innerhalb von zwei Wochen entdeckte ich ...

 

Wie Sie Ihre Gesundheit nicht verderben, um Energie zu sparen

Wie Sie Ihre Gesundheit nicht verderben, um Energie zu sparenIn der Literatur gibt es immer das Thema, Strom zu sparen und die Lebensdauer von Glühlampen zu verlängern. In den meisten Artikeln wird ein sehr einfaches Verfahren vorgeschlagen - das Schalten einer Halbleiterdiode in Reihe mit der Lampe.

Dieses Thema ist wiederholt in den Magazinen "Radio", "Radio Amateur" erschienen, sie hat "Radioamator" nicht umgangen [1-4]. Sie bieten eine Vielzahl von Lösungen: von der einfachen Aufnahme einer Diode in Reihe mit einer Patrone [2] über die schwierige Herstellung einer „Tablette“ [1] und die „Verschreibung einer Aspirinbirne“ [3] bis zur Herstellung einer „Adapterkappe“ [4]. "Radioamator" "löst eine stille Debatte darüber aus, wessen" Pille "besser ist und wie man sie" schluckt ".

Die Autoren haben sich gut um die "Gesundheit" und "Haltbarkeit" der Glühlampe gekümmert und ihre Gesundheit und die Gesundheit ihrer Familie völlig vergessen. "Was ist los?" - Du fragst. Nur in den gleichen Blinkzeichen, die eine Maskierung mit Hilfe eines „milchigen“ Lampenschirms nahe legen [3].Vielleicht wird es eine Illusion von einer Abnahme der Blinzeln geben, aber dies wird sie nicht kleiner machen und ihre negativen Auswirkungen werden nicht abnehmen.

Wir können also wählen, was wichtiger ist: die Gesundheit der Glühbirne oder unserer? Ist natürliches Licht besser als künstliches? Natürlich! Warum? Es kann viele Antworten geben. Und eine davon - künstliche Beleuchtung, zum Beispiel Glühlampen - blinkt mit einer Frequenz von 100 Hz. Achten Sie nicht auf 50 Hz, da dies manchmal fälschlicherweise angenommen wird und sich auf die Frequenz des elektrischen Netzes bezieht. Aufgrund der Trägheit unserer Vision bemerken wir keine Blitze, aber dies bedeutet überhaupt nicht, dass wir sie nicht wahrnehmen. Sie beeinflussen die Sehorgane und natürlich das menschliche Nervensystem. Wir werden schneller müde ...

 

Was ist Strom?

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Trotz der unbestreitbaren Erfolge der modernen Theorie des Elektromagnetismus, der Schaffung auf der Grundlage von Bereichen wie Elektrotechnik, Funktechnik und Elektronik, gibt es keinen Grund, diese Theorie als vollständig zu betrachten.

Der Hauptnachteil der bestehenden Theorie des Elektromagnetismus ist das Fehlen von Modellkonzepten, ein Mangel an Verständnis für das Wesen elektrischer Prozesse; daher die praktische Unmöglichkeit der Weiterentwicklung und Verbesserung der Theorie. Und aus den Grenzen der Theorie ergeben sich auch viele angewandte Schwierigkeiten.

Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass die Theorie des Elektromagnetismus die Höhe der Perfektion ist. Tatsächlich hat die Theorie eine Reihe von Auslassungen und direkten Paradoxien angehäuft, für die sehr unbefriedigende Erklärungen erfunden wurden, oder es gibt überhaupt keine solchen Erklärungen.

Wie kann man zum Beispiel erklären, dass zwei sich gegenseitig bewegungslose identische Ladungen, die nach dem Coulomb-Gesetz voneinander abgestoßen werden sollen, tatsächlich angezogen werden, wenn sie sich zusammen zu einer relativ lange verlassenen Quelle bewegen? Aber sie werden angezogen, weil sie jetzt Ströme sind und identische Ströme angezogen werden, und dies wurde experimentell bewiesen.

Warum neigt die Energie des elektromagnetischen Feldes pro Längeneinheit des Leiters mit dem Strom, der dieses Magnetfeld erzeugt, gegen unendlich, wenn der Rückleiter wegbewegt wird? Nicht die Energie des gesamten Leiters, sondern genau pro Längeneinheit, sagen wir einen Meter? ...

 

Zur Geschichte der elektrischen Beleuchtung

altDiese Geschichte beginnt mit einem Thema, das sehr weit von Elektrizität entfernt ist, was die Tatsache bestätigt, dass es in der Wissenschaft keine sekundären oder vielversprechenden Studienmöglichkeiten gibt. Im Jahre 1644 Der italienische Physiker E. Toricelli hat das Barometer erfunden. Die Vorrichtung war eine etwa einen Meter lange Glasröhre mit einem versiegelten Ende. Das andere Ende wurde in eine Tasse Quecksilber getaucht. In der Röhre sank das Quecksilber nicht vollständig, sondern es bildete sich die sogenannte „toricellianische Leere“, deren Volumen witterungsbedingt variierte.

Im Februar 1645 Kardinal Giovanni de Medici ordnete an, dass mehrere solcher Rohre in Rom installiert und überwacht werden. Dies ist aus zwei Gründen überraschend. Toricelli war ein Schüler von G. Galileo, der in den letzten Jahren wegen Atheismus in Ungnade gefallen ist. Zweitens folgte eine wertvolle Idee aus dem katholischen Hierarchie und seitdem begannen barometrische Beobachtungen ...

 

Die Geschichte eines Paradoxons der Elektrotechnik

alt Wenn Sie einen Stromkreis aus einer Stromquelle, einem Energieverbraucher und den sie verbindenden Drähten zusammensetzen, schließen Sie ihn, und ein elektrischer Strom fließt entlang dieses Stromkreises. Es ist vernünftig zu fragen: "Und in welche Richtung?" Das Lehrbuch über die theoretischen Grundlagen der Elektrotechnik gibt die Antwort: "Im externen Stromkreis fließt der Strom vom Plus der Energiequelle zum Minus und im Inneren der Quelle vom Minus zum Plus."

Ist es so? Denken Sie daran, dass ein elektrischer Strom die geordnete Bewegung elektrisch geladener Teilchen ist. Diejenigen in Metallleitern sind negativ geladene Teilchen - Elektronen. Die Elektronen im externen Stromkreis bewegen sich jedoch genau umgekehrt vom Minus der Quelle zum Plus. Dies kann sehr einfach bewiesen werden. Es reicht aus, eine elektronische Lampe - eine Diode - in die obige Schaltung einzubauen.Wenn die Anode der Lampe positiv geladen ist, ist der Strom in der Schaltung, wenn er negativ ist, gibt es keinen Strom. Denken Sie daran, dass entgegengesetzte Ladungen anziehen und wie Ladungen abstoßen. Daher zieht die positive Anode negative Elektronen an, aber nicht umgekehrt. Wir schließen daraus, dass für die Richtung des elektrischen Stroms in der Wissenschaft der Elektrotechnik die Richtung entgegengesetzt zur Bewegung der Elektronen ist.

Die Wahl der Richtung, die der bestehenden entgegengesetzt ist, kann nicht als anders paradox bezeichnet werden, aber die Gründe für eine solche Diskrepanz können erklärt werden, wenn wir die Geschichte der Entwicklung der Elektrotechnik als Wissenschaft verfolgen.

Unter den vielen Theorien, die manchmal sogar anekdotisch sind und versuchen, die elektrischen Phänomene zu erklären, die zu Beginn der Wissenschaft der Elektrizität auftraten, wollen wir uns auf zwei ...