霍尔电压的公式怎么推导?
E:电场强度;
e:单个粒子的电荷量;
n:单位体积的带电粒子数量;
B:磁通密度;
v:带电粒子移动速度。
$I=nebdv$
$v = \frac{I}{nebd}$
$F_洛= evB = e\frac{I}{nebd}B = \frac{I}{nbd}B$
$F_电 =e \times E = e \frac{U}{b}$
$F_洛 = F_电$
$\frac{I}{nbd}B = e\frac{U}{b}$
$U=\frac{I}{ned}B$
霍尔电压
取$R_H = \frac{1}{ne}$ 为霍尔系数,可以看出,这个系数只跟霍尔材料有关。带入就得到霍尔效应的核心公式:
$U=R_H \frac{IB}{d}$
这个U被称为霍尔电压。可以看出当材料及形状确定时。
载流子的电荷量为q,定向移动的速度的平均值为v,磁感应强度为B,
平衡时,有
$qvB=qE$
得$E=vB$
设L为金属片的宽度,电场为匀强电场,于是
$U=EL=vBL$
设单位体积内的载流子数为n,则根据电流的定义有
$I=nqVs$
式中$S=Ld$,是薄片的横截面积。消去v可得
$U=(IB)/(nqd)=KIB/d$
其中$K=1/(nq)$称为霍尔系数
U为霍尔电压
动画链接: 霍尔效应
霍尔效应解释
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