31. Эффект Холла

Если металлическую пластинку, вдоль которой течёт постоянный электрический ток, поместить в перпендикулярное к ней магнитное поле, то между параллельными направлению тока и поля гранями возникает разность потенциалов:

где b – ширина пластинки;

j – плотность тока;

B – магнитная индукция поля;

R – коэффициент пропорциональности – постоянная Холла.

Эффект Холла является следствием существования силы Лоренца.

Действие силы Лоренца на движущийся положительный заряд:

При протекании электрического тока по пластинке на заряды начинает действовать магнитная составляющая силы Лоренца, направление которой определяется направлением внешнего магнитного поля и направлением скорости упорядоченного движения зарядов. В результате происходит перераспределение зарядов, как показано на рисунке, в результате чего возникает электрическое поле, направленное от положительных зарядов, скопившихся на одной грани, к отрицательным зарядам другой грани. На заряды начинает действовать электрическая составляющая силы Лоренца. Перераспределение заряда будет происходить до тех пор, пока действие электрической составляющей не уравновесит действие магнитной составляющей.

При равновесии:

Скорость упорядоченного движения выразим через плотность: , тогда

Полученное выражение совпадает с формулой (1), где

Постоянная Холла зависит от концентрации электронов, поэтому эффект Холла используют для определения концентрации электронов внутри проводника.

32.Явление электромагнитной индукции. Контур движется в магнитном поле.

ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в результате изменения магнитного потока, пронизывающего контур – , равная

КОНТУР ДВИЖЕТСЯ В ПОСТОЯННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

В озникновение индукционного тока свидетельствует о том, что изменяющееся во времени магнитное поле вызывает в контуре появление сторонних сил.

При движении проводника (подвижной перемычки) в постоянном магнитном поле со скоростью , на электроны внутри проводника действуют сила Лоренца под действием которой возникает направленное движение электронов со скоростью – это и есть индукционный ток. Перераспределившиеся заряды создадут электрическое поле на концах проводника возникает разность потенциалов, т.е. внутри проводника создается электрическое поле напряженностью . Таким образом, на электрон в проводнике действуют две силы: сила Лоренца, со стороны магнитного поля и сила, действующая со стороны электрического поля . Когда действие этих сил на электрон скомпенсировано, его перемещение по проводнику прекращается.

Учитывая, что циркуляция вектора по замкнутому контуру дает по определению величину ЭДС индукции, получаем:

Таким образом, возникновение индукционного тока при движении контура (или его частей) объясняется действием силы Лоренца, которая возникает при движении проводника в магнитном поле.