Was ist der Hall-Effekt?
Der Hall-Effekt ist ein physikalisches Phänomen, das in elektrisch leitfähigen Materialien auftritt und auf der Wechselwirkung zwischen einem elektrischen Strom und einem Magnetfeld basiert. Er wurde erstmals von Edwin Hall im Jahr 1879 entdeckt.
Was passiert beim Hall-Effekt?
Der Hall-Effekt tritt auf, wenn ein elektrischer Strom in leitfähiges Material fließt und ein Magnetfeld senkrecht dazu angelegt wird. Wenn sich der Strom in eine Richtung bewegt, erfahren die Ladungsträger, wie beispielsweise Elektronen oder Löcher, eine Ablenkung aufgrund der Lorentzkraft, die durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld und der bewegten Ladung erzeugt wird.
Die Ablenkung der Ladungsträger führt zu einer Ladungstrennung im Material. Die negativ geladenen Elektronen werden aufgrund der Lorentzkraft zu einer Seite des Materials hin abgelenkt, während die positiv geladenen Löcher in die entgegengesetzte Richtung abgelenkt werden. Dadurch entsteht eine Ladungstrennung quer zur Stromrichtung, was zu einer elektrischen Potentialdifferenz, dem sogenannten Hall-Spannung, führt.
Die Hall-Spannung wird proportional zur Stärke des Magnetfeldes, zum Strom und zum Kehrwert der Dicke des Materials gemessen. Somit ermöglicht der Hall-Effekt die Bestimmung der magnetischen Feldstärke oder des Stroms in einem leitfähigen Material.
Wo findet der Hall-Effekt Anwendung?
Eine wichtige Anwendung des Hall-Effekts liegt in der Hall-Sensor-Technologie. Hall-Sensoren bestehen aus einem dünnen Streifen aus leitfähigem Material. Dieser Streifen wird von einem Strom durchflossen. Durch die Anwendung eines Magnetfeldes senkrecht zum Stromfluss erzeugt der Hall-Effekt eine messbare Hall-Spannung, die proportional zur Magnetfeldstärke ist. Diese Hall-Spannung kann dann verwendet werden, um magnetische Felder zu detektieren und zu messen.
