Der Hall

Der Hall-Effekt
Ein komplexes physikalisches Problem
mal ganz einfach erklärt
Edwin Herbert Hall
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1855-1938
amerikanischer Physiker
Professor an der Harvard
University
entdeckte 1879 den HallEffekt im Rahmen seiner
Doktorarbeit
Einleitung
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Lorentz-Kraft innerhalb
eines Leiters auf
Elektronen
Verlassen nicht möglich,
also Polarisierung
Begriffe:
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

Querstrom (blau)
Magnetfeld (rot)
Lorentzkraft (schwarz)
Aufbau & Funktion
3
2
6
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Germanium-Platte
Anschlussboxen für Querstrom
Anschlussboxen zum Abgreifen der Hallspannung (zum Spannungsmessgerät)
Drehregler zur Nullstellung der Hallspannung ohne Magnetfeld
Stativstab zur Halterung des Gerätes im U-Kern
Spulenstrom
Operation erfolgreich, Patient tot
160
Querstrom
140
42 mA
143 mV
37 mA
130 mV
80
33 mA
118 mV
60
29 mA
105 mV
40
25 mA
91 mV
21 mA
77 mV
17 mA
60 mV
13 mA
47 mV
9 mA
32 mV
4,3 mA
18 mV
UH
120
Hallspannung
Hallspannung
100
I
20
0
0
10
20
30
40
50
Querstrom
1
1
UH 
* *I *B
n*e d
Hallkonstante
Hallspannung 
* Querstrom * Feldstärke
Bandstärke



Die Hallkonstante hängt von Material und Temperatur ab
sowie bei Halbleitern von der Dotierung.
Unser Feld war nicht homogen.
Anwendungen


Eröffnet die Möglichkeit,
Gesetze der Leitung des
elektrischen Stroms zu
untersuchen
Messung elektrischer und
magnetischer Felder (mit
„Hall-Generatoren“
AKA Hall-Sonden)
Rechenbeispiel: Feldstärke
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

Hall-Konstante von Silber: R = 8,9E-11 m³ C-1
Querstrom:
I = 22 A
Bandstärke:
d = 5E-5 m (0,05 mm)
Gemessene Hall-Spannung: U = 23,5E-6 V
H
H
1
1
* *I *B
n*e d
1
U H  RH * * I * B
d
U *d
B H
I * RH
UH 
B
23,5 E  6V * 5 E  5m
V *m*C
V * A* s
V *s

0,
6

0,
6

0,
6
 0, 6T
3 1
3
2
2
22 A *8,9 E  11m C
A* m
A*m
m