Diskussion:Hall-Effekt

Hi! Folgendes finde ich unglücklich: Da die positiven und negativen Ladungen aus entgegengesetzten Richtungen kommen und unterschiedlich geladen sind, werden sie in dieselbe Richtung abgelenkt. Man könnte den Eindruck bekommen, die beiden Ladungsarten flössen gleichzeitig, was eigentlich zu einer Auslöschung des Effektes führen würde, oder? Im Prinzip ist es dem Spannungsmesser doch schnurz, wo nun positiv bzw. negativ anliegt. Für die Messung von Magnetfeldstärken ist der Betrag der Spannung ausschlaggebend, nicht? Ich würde den einleitenden Abschnitt vielleicht klarer auf eine Ladungsart beschränken, dann kommt man nicht in Verwirrung. Und nur abschließend sagen, dass zum Beispiel die positive Ladung bei Halbleitern möglich ist. So habe ich das gelernt. Einverstanden? --Königin der Nacht 14:23, 9. Aug 2004 (CEST)

Wenn positive und negative Ladungsträger vorhanden sind, werden sie in die gleiche Richtung abgelenkt. Die aktuelle Formulierung, die negativen Ladungen würden sich an einer Seite konzentrieren und die positiven Ladungen an der anderen, ist daher sehr irreführend. --Ahellwig 15:48, 12. Dez 2004 (CET)

Stimmt, pos. und neg. Ladungen werden in die selbe Richtung abgelenkt. pos. und neg. Ladungen können aber nicht gleichzeitig in einem Leiter sein, sie würden sich auslöschen. Habe den Satz nun geändert. Scheue dich aber nicht ihn noch zu verbessern. Alex42 23:32, 12. Dez 2004 (CET)

Hallo! Ich hätte noch eine kleine Ergänzung, würde sie aber vorher gerne erst mit den Autoren besprechen :) Bei der Messung dieser Potentialdifferenz wird eine Draht als Verbindung zwischen beiden Seiten benutzt. Dadurch sind externes Magnetfeld und internes elektrisches Feld für kurze Zeit nicht im Gleichgewicht. Es strömen Elektronen nach, so dass die Potentialdifferenz im Endeffekt konstant bleibt. Das Ganze wirkt also als Spannnungsquelle. Ist diese Ergänzung so sinnvoll? Für mich hat dieser kleine Aspekt noch gefehlt. --Bratscher1 19:20, 20. Januar 2005

Die Stoerung ist nicht kurzfristig, sondern dauert solange an, wie der Spannungsmesser angeschlossen ist. Die Wirkung der Anordnung als Kapazitaet, die beim Anschliessen des Spannungsmessers entladen wird, kann vernachlaessigt werden. Da Potentiale nicht stromlos gemessen werden koennen, wird man tatsaechlich eine geringere Hallspannung als erwartet messen. Dann spielt auch der spezifische Widerstand der Hallprobe eine Rolle, der ja in die Hallspannung sonst gar nicht eingeht. Ob das in der Praxis tatsaechlich relevant ist, muesste man sich anhand von typischen Parametern ueberlegen. Ich glaube aber nicht, dass man Probleme bei einem ueblichen Eingangswiderstand von 10MOhm des Voltmeters bekommt.

Deshalb: Nur einen Satz, der darauf hinweist, dass die Hallspannung moeglichst stromlos zu messen ist. Alles andere fuehrt zu weit. --Montauk 17:38, 29. Jul 2005 (CEST)

Hi fellow wikipedians! I've just uploaded a large, detailed illustration of the Hall effect to Commons - see Image:Hall_effect.png -- Peo from danish Wikipedia

Habe das (sehr schöne!) Bild von Peo hier in den Artikel eingebaut. Jemand sollte mal auch die Bildbeschreibungsseite des englischen Originals übersetzen, sonst weiss der potentielle Leser nicht was die ganzen Zahlen im Bild bedeuten --Bricktop 14:06, 11. Apr 2005 (CEST)

Zur Erklaerung des Halleffektes findet sich folgender Satz:

Die Elektronen bewegen sich entgegen der technischen Stromrichtung mit einer mittleren Geschwindigkeit v (Driftgeschwindigkeit) durch den Leiter. Wegen der durch das Magnetfeld verursachten Lorentzkraft wird das Elektron senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung abgelenkt. Hierdurch kommt es auf der entsprechenden Seite des Leiters zu einem Elektronenüberschuss...

Dass Elektronen im Magnetfeld auf eine Kreisbahn gezwungen werden, ist klar, aber die Driftgeschwindigkeit von Elektronen betraegt nur einige $cms^{-1}$ bis $ms^{-1}$ (soweit ich weiss). Wenn der Hallstreifen nun also einige $mm$ breit ist, warum sammeln sich dann Ladungstraeger an einer Seite an, wenn doch der Zyklotronradius (aufgrund der geringen Driftgeschwindigkeit) viel kleiner ist, als die Breite des Hallstreifens??

Ich wuerde mich freuen, wenn jemand dafuer eine Erklaerung hat. --Kay 14:06, 11. Apr 2005 (CEST)

Ich denke gerade über das Problem nach, bin aber noch zu keiner schlüssigen Lösung gekommen. Auf jeden Fall interessant ist folgende Animation [1]. Ob die allerdings so 100% stimmt glaube ich nicht. Die entscheidende Frage ist, ob sich die Elektronen überhaupt im Kreis bewegen. Ich glaube nämlich nicht. Die Driftgeschwindigkeit ist m.E. konstant in Richtung von Plus nach Minus. Nur die Geschwindigkeit quer dazu (im Bild von oben nach unten) ist bis sich der Gleichgewichtszustand einstellt veränderlich. Alex42 03:22, 2. Jul. 2007 (CEST)Beantworten

Hmm, irgendwie verstehe ich deine Erklärung nicht. Also ich kann mir folgendes Vorstellen: Die Ladungsträger befinden sich hier in einem Festkörper und nicht im Vakuum. Es wirkt zwar immernoch die Lorentzkraft auf die Elektronen und Löcher, aber die Bewegung ist nicht mehr kreisförmig, da zusätzliche Kräfte auf die Ladungsträger wirken (verursacht durch die Anwesenheit der Atomrümpfe oder so?) Oder weiß jemand noch eine bessere Erklärung??? --Uhusaal 15:08, 28. Aug. 2007 (CEST)Beantworten

Hab mir nochmal kurz Gedanken gemacht und nun viel es mir wie Schuppen von den Augen. Durch den angelegten Strom werden die Elektronen in eine Richtung gezwungen und können nicht in die Gegenrichtung. Anders gesagt der Geschwindigkeitsvektor in Stromrichtung bleibt immer gleich und nur der in Querrichtung ändert sich durch die Kraft (=Beschleunigung*Masse) auf das Elektron (Lorentzkraft). Alex42 21:49, 2. Sep. 2007 (CEST)Beantworten

Okay, aber irgendwie erklärt das noch nicht, warum sich alle Ladungsträger auf einer Seite ansammeln sollen!! Der Zyklotronradius ist doch verglichen zur Hallstreifenbreite b einfach zu gering. Ich denke eher man muss sich von der Vorstellung der Anhäufung an einer Seite etwas loseisen. Insgesamt wird es wohl eher eine minimale Verschiebung der ganzen "Ladungswolke" sein, wodurch ein elektrisches Feld entsteht. Uhusaal 17:35, 21. Okt. 2007 (CEST)Beantworten

Das sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegende Elektron erfährt durch das Magnetfeld eine Kraft im Winkel von 90° zur Bewegungsrichtung also in y-Richtung, wodurch es abgelenkt wird. Nun könnte man meinen es bewegt sich im Kreis, da nun immer eine Kraft im Winkel von 90° zur Bewegung wirkt. Durch die angelegte Spannung wirkt aber eine Kraft in Richtung des eingeprägten Stromes der dem horizontalen Teil der Lorentzkraft entgegenwirkt. Somit bewegt sich das Elektron zu einer Seite des Randes. --- Wäre es nur eine Verschiebung in der Größenordnung des Zyklotronradius, so wäre die entstehende Spannung mit Sicherheit geringer. Alex42 14:03, 24. Okt. 2007 (CEST)Beantworten

Hmm, das würde bedeuten, dass wenn das Elektron nun eine 90° Kurve vollzogen hat und sich auf den Rand zubewegt (y-Richtung), es ein Kräftegleichgewicht zwischen Lorentzkraft

{\vec {F}}\,=\,q*\,({\vec {v}}\times {\vec {B}})

und el. Feld

{\vec {F}}\,=\,{\frac {q*{\vec {U}}}{d}}

geben muss. Dieser Fall ist also nur ein Spezialfall, für eine entsprechend gewählte Spannung U und/oder einem entsprechend gewähltem Magnetfeld B . Ich bleibe bei der Erklärung mit der Ladungswolke, immerhin sind

6\cdot 10^{23}

Teilchen pro Mol eine gewaltige Anzahl. Und wenn man über die Verschiebung der Ladungswolke integriert, kommt sicherlich eine akzeptable Hallspannung heraus.--Uhusaal 22:08, 23. Nov. 2007 (CET)Beantworten

Darstellung richtig?

Bei der exzellenz-Diskussion zum Bild wurde behauptet, daß die Elektronen im Bild in die flasche Richtung abgelenkt werden. Der Meinung bin ich inzwischen auch. Die Darstellung in der englischen WP zeigt die Ablenkung auch in die andere Richtung. --MlaWU 14:08, 29. Jul 2005 (CEST)

Das glaube ich nicht. Vorsicht: Im englischen WP wird die (technische) Stromrichtung angegeben, die ist der tatsaechlichen Driftgeschwindigkeit der Elektronen entgegengesetzt. --Montauk 17:23, 29. Jul 2005 (CEST)

ja also meiner Meinung nach stimmt das Image nicht mit der Erklärung auf der Seite überein, bisschen verwirrend schade, vor allem da ich den positiven und negativen Ladungsfilm nicht wirklich erkennen kann. schade.

Roberto W. aus A.

kleiner Verbeserungsvorschlag: man könnte noch die einfache Formel U=d*B*v (bzw. Kreuzprodukt), d=Dicke, hineinnehmen, für den Fall, dass kein Stromfluß vorliegt, sondern ein Leiter durch das Magnetfeld bewegt wird. Die Formel ist auch leicht herzuleiten aus einem Zwischenschritt der Herleitung im Artikel

Parad0x0n 02:12, 23. Jun 2006 (CEST)

Funktionsprinzip Hallsensoren..

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Ich habe ein kleines technisches Problem.. Wie verändert sich die analoge ausgangsspannung am Hallsensor, wenn ich das magnetische Feld umkehre? Anders herum gefrag: Ich habe einen Hallsensor und einen Permanentmagneten, den ich langsam an dem Senor vorbei führe. Die Ausgangsspannung ändert sich. Wenn ich den Magneten umdrehe, so dass nun der andere Pol des Magneten relevant ist, ändert sich die Ausgangsspannung nicht... An was liegt das? Wie kann ich bei gleicher räumlicher Anordnung von Magnet und Sensor sowohl die Feldstärke der Nord- als auch des Südpols messen?

Die Ablenkung der Elektronen erfolgt durch die Lorentzkraft, wenn man hier die Richtung des Magnetfelds umkehrt, kehrt sich auch die Richtung der Lorentzkraft um, d.h. die Elektronen werden in die umgekehrte Richtung abgelenkt, d.h. das Vorzeichen der Spannung ändert sich, der Betrag der Spannung bleibt gleich. --Marc van Woerkom 08:51, 12. Okt. 2006 (CEST)Beantworten

Anmerkung aus Artikeltext

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Ich habe folgenden Text aus dem Artikel hierhin verschoben: -- Semper 00:04, 18. Dez. 2006 (CET)Beantworten

Anmerkung (Kritik) von F.Schumacher, Essen: Ich halte es für problematisch, auf die Geometrie des Halleffektes die Geometrie des Plattenkondensators anzuwenden! Von einem Plattenkondensator kann man erst dann reden, wenn der Plattenabstand klein ist gegenüber den Dimensionen der Platten, und eine Plattendimension ist in unserem Falle hier ausgesprochen klein! Der Halleffekt wird typischerweise mit Metallfolien durchgeführt!

Naja mein Physik-LK-Leiter hats auch mit einem Plattenkondensator gleichgesetzt, und der hält Vorträge an der Uni. Mag sein, dass das kein Plattenkondensator im klassischen Sinne ist, jedoch reichen diese Infos zur Erklärung des Hall-Effektes für einen Laien allemal aus.

Also ich bin auch Physik-LK-Lehrer und ich reite immer darauf herum, warum man die Formel verwenden darf. Der Grund ist folgender: Setzt man voraus, dass sich alle Ladungsträger gleich schnell bewegen und das Magnetfeld homogen ist, dann wird auf jeden Ladungsträger die gleiche Lorentzkraft ausgeübt. Im Gleichgewichtsfall ist dann die elektrische Kraft auf jeden Ladungsträger gleich groß wie die Lorentzkraft, sonst wäre es ja noch kein Gleichgewicht. Also sind die elektrischen Kräfte ja überall im Leiter gleich groß. Ein solches elektrisches Feld heißt homogen, und genau dafür gilt die Formel. Dass sie auch für den Plattenkondensator gilt, liegt nur daran, dass dieser eben auch ein homogenes Feld produziert.