Магит өрісінде тоғы бар өткізгіш орын ауыстырғанды істелетін жұмыс

Магит өрісінде тоғы бар өткізгіш орын ауыстырғанды Ампер күшінің әсерінен жұмысістеледі. Енді осы жұмысты есептейтін болсақ, ол үшін ұзындыңыlтүзу өткізгіштің бойынан I тоқ өткенде оның қозғалысын өткізгіштің ұштары мен тұйық тізбектің басқа бөліктері арасындағы жылжымалы контактілер арқылы жүзеге асады (6 - сурет).

деп алсақ,

шамасын ескере отырып,

алатын болсақ, онда жұмыс шамасы:

екенін көруге болады.

Магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер етуші Лоренц күші мынадай құбылысты түсіндіруге мүмкіндік береді. Егер магнит индукциясының күш сызықтарына перпендикуляр болып орналасқан тік бұрышты өткізгіштің бойымен тоқ жүрсе, оның екі жағында (астыңғы және үстінгі жақтарында) потенциалдар айырымы пайда боады, яғни,

7 - сурет
бір жағында тік теріс зарядтардың концентрациясы шоғырланса, онда қарама-қарсы бетінде тек оң зарядтардың жинақталғанын байқаған (сурет-7)

Осы құбылысты бірінші ашқан американ физигі Э.Холл болатын. Сондықтан бұл заңдылықты Холл эффектісі деп атайды.

Егер бойында тоғы бар пластинаны магнит өрісіне перпендикуляр етіп орналастырсақ, онда тоқ пен өріске (,) параллель болатын жақтары арасында потенциалдар айырмасы (_A-_C) пайда болады. Бұл құбылыс Холл эффектісі делінеді.

Пайда болған потенциалдар айырмасы _A-_C тоқ пен магнит өрісінің индукциясының көбейтіндісіне тура пропорционал (І, В) және пластина қалындығына кері пропорционал болады

К-әртүрлі металдар үшін өзгеше болатын пропорционалдық коэффициент (Холл тұрақтысы).

Холл эффектісі электрондық теория бойынша оңай түсіндіріледі. Егер тоқ зарядтардың қозғалысы десек, онда магнит өрісіндегі қозғалушы зарядқа Лоренц күші әсер етеді:

Бұл күштің әсерінен электрондар пластинаның жоғарғы жағынан (А-ға) жинала бастайды да А және С арасында _A-_C потенциалдар айырмасы пайда болады. Осы потенциалдар айырмасының тудыратын электр өрісінің кернеулігі:

Ендеше электронға әсет етуші электрлік күш

Стационарлық күйде F_л=F_e болады, яғни

бұдан

болады.

табамыз. Эксперименталдық формуламен салыстырып:

болатындығын көреміз. Бұл теңдеу Холл тұрақтысы деп аталады.