Schaltplan Schaltung Bauplan Hall Effekt Wirkung des Magnetfeldes
Der Hall-Effekt wurde nach seinem Entdecker Edwin Hall benannt. Dieser
Effekt beschreibt, dass in einem stromdurchflossenen Leiter, welcher in
einem stationären Magnetfeld liegt, eine elektrische Spannung auftritt.

Im Rahmen seiner Promotionsarbeit untersuchte Hall 1879 den benannten
Effekt. Zuvor hatten schon andere Physiker, darunter Wiedemann, Mach und
Feilitzsch, diesen Effekt ausgiebig untersucht, doch erst Edwin Hall
lieferte brauchbare Ergebnisse durch eine ausreichende
Messempfindlichkeit seiner Geräte.

Wie schon erwähnt tritt der Hall-Effekt in einem Leiter auf, welcher von
Strom durchflossen wird und sich in einem Magnetfeld befindet. Hierbei
entsteht ein elektrisches Feld, welches senkrecht zum Magnetfeld und zur
Stromrichtung steht. Dieses elektrische Feld kompensiert die auf die
Elektronen wirkende Lorentzkraft.
Legt man an eine Probe eine Spannung an, so fließt ein Strom. Bei den
Ladungsträgern handelt es sich im Allgemeinen um Elektronen oder Löcher
(in dotierten Halbleitern), welche sich entgegen der technischen
Stromrichtung mit einer Driftgeschwindigkeit "v" im Leiter bewegen. Da
durch das Magnetfeld eine Lorentzkraft verursacht wird, werden die
Elektronen im Leiter orthogonal zur Flussrichtung abgelenkt, wodurch es
an einem Leiterrand zu einem Elektronenüberschuss und an der
gegenüberliegenden Leiterseite zu einem Elektronenmangel kommt. Es
entsteht also eine Ladungstrennung, welche mit der eines Kondensators
vergleichbar ist. Durch diese Ladungstrennung entsteht wiederum ein
elektrisches Feld, welches eine Kraft auf die Elektronen ausübt. Diese
Kraft ist der Loretzkraft entgegen gerichtet. Sobald sich die beiden
Kräfte kompensieren, kommt die Verstärkung der Ladungstrennung zum
Erliegen. Die Spannung, welche man abgreifen kann und mit der eines
Kondensators vergleichbar ist, wird "Hall-Spannung" genannt. Ändert sich
der Strom oder das Magnetfeld, so passt sich die Hall-Spannung
unmittelbar der neuen Situation an. Steigt das Magnetfeld linear, so
steigt die Hall-Spannung ebenfalls linear an. Außerdem ist sie
antiproportional zur Ladungsträgerdichte. Diese Antiproportionalität
besteht, da bei gleicher Stromstärke eine geringere Anzahl von
Elektronen eine höhere Einzelgeschwindigkeit der einzelnen Ladungsträger
zur Folge hat.

Der Hall-Effekt wird meist zum Messen von Magnetfeldern in Form einer
Hall-Sonde eingesetzt, ebenso wie zur Bestimmung der Art des
Ladungsträgers (Löcher oder Elektronen).

Hier finden Sie Anleitung, Grundlagen, Einführung und weitere Informationen zum Thema Hall Effekt

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