Halleffekt

Juka · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 4

Wer kann mir bitte die folgenden fragen erklären?

1. warum bewegen sich die Elektronen entgegengesetzt der Stromrichtung beim Halleffekt?
2. warum werden die Elektronen durch die Lorentzkraft senkrecht auf ihre Bewegungsrichtung abgelenkt und wie kommt es dann zur Ladungstrennung?
3.warum wirkt die Lorentzkraft entgegen der elektrischen Kraft?

Notze · Anmeldungsdatum: 29.04.2006 Beiträge: 26 Wohnort: Nordhessen

Hi,
1) Wie meinst du das? Welcher Strom? DIe Hallspannung?

2) Drei-Finger-Regel der linken Hand gibt aufschluss. Daumen Richtung Elektronenfluß und Zeigefinger in Richtung des B-Felds -> Ablenkung nach oben oder nach unten.

3) Die Lorentzkraft "drückt" die Elektronen beispielsweise nach unten im Leiter. Daraus folgt ein Elektronenmangel auf der oberen Seite des Leiters. Es entsteht eine Spannung -> Hallspannung.
Es ensteht auch ein elektrisches Feld und dessen Kraft versucht eben die Lorentzkraft auszugleichen

Juka · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 4

ja die Elektronen bewegen sich ja entgegen der Stromrichtung mit einer mittleren geschwindigkeit v (dieser driftgeschwindigkeit) durch den leiter und meine frage ist jetzt warum sich die elektronen gegen die stromrichtung bewegen?

Juka · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 4

vielleicht kannst du mir auch noch sagen ob ein magnetfeld eine lorentzkraft verursacht wenn ja warum?

guestgenius · Anmeldungsdatum: 19.10.2006 Beiträge: 20 Wohnort: Buxdehude

Hi,
zu deiner 1. Frage, warum fließen die Elektronen gegen die Stromrichtung:
Das ist nicht nur beim Halleffekt so, sondern einfach eine Definitionssache:
Die Elektronenflussrichtung ist von - nach +; die technische Stromrichtung aber von + nach -, also entgegengesetzt. So ist die Stromrichtung einfach definiert.

zur 3. Frage, warum wirkt die Lorentzkraft der elektr. Kraft entgegen:
Die Lorentzkraft ist diejenige Kraft, die die Elektronen im Leiter nach oben oder unten drückt. Wenn die Elektronen alle in eine Richtung gedrückt werden, sind da aber viele gleichnamige Ladungen auf engem Raum und stoßen sich also wieder ab, d.h. gegen die Lorentzkraft.

Die Lorentzkraft wird natürlich von einem magn.Feld erzeugt, ohne Magn.Feld keine Lorentzkraft.
Die Lorentzkraft entsteht weil fließende Ladungen ihrerseits ein Magnetfeld erzeugen. Das führt dann zur Wechselwirkung mit dem äußeren Magnetfeld, also zur Kraft.
(Tipp: wenn du dir diese wechselwirkung erklären willst, male dir ne skizze von einer Leiterschaukel, also der hufeisenmagnet mit einem schwingend "reingehängtem" Kabel. Wenn strom durch das Kabel fließt wird es je nach polung des Stroms in den Magneten rein oder aus ihm raus gezogen. dann malst du (ganz wichtig) noch die magn. Feldlienien, auch die des Radialfeldes des Leiters,(Richtung beachten!) und schon sollte die "Herkunft" der Lorentzkraft klar werden; mir hat das zumindest geholfen. [Zitat von meinem Lehrer: Von der Lösung keine Spur, zeichne dir ne Planfigur])

Juka · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 4

danke schön erstmal!

1.wenn man den halleffekt technisch anwedet kann man ein magnetfeld mit der hallsonde messen!meine frage ist jetzt was ist eine hallsonde und wie kann man das messen !?

2.und dann kann man auch die ladungsträgerart und deren dicht bestimmen! wie geht das?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du dazu mal zum Beispiel den folgenden Link lesen? Ich finde, da ist die Hallsonde ziemlich schön erklärt.

Link zur Erklärung der Hallsonde

zu deiner Frage 2.) : Das Vorzeichen der Ladung der Ladungsträger und die Ladungsträgerdichte kommen in der Formel für die Hallspannung vor, deren Herleitung du zum Beispiel in dem Link findest. Dazu würde ich für die Bezeichnungen in der Formel noch allgemeiner schreiben:

e : Ladung eines Ladungsträgers
n : Ladungsträgerdichte

Arya · Anmeldungsdatum: 06.12.2006 Beiträge: 2

HI!

Ich finde eure Erklärung oben echt super, aber wie kann man mit hilfe einer Hall-Sonde die Richtung der Feldlinien eines Magnetfeldes bestimmen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, ich finde, allein mit einer Hallsonde ist das ein bisschen schwierig, weil man da herausfinden muss, in welcher Richtung der Strom durch die Hallsonde geschickt wird und wie die Kabel, die die Hallspannung abgreifen, gepolt sind.

Ich finde, am einfachsten findet man das heraus, wenn man zusätzlich eine stromdurchflossene Spule hat, von dem man die Richtung des Magnetfeldes kennt, dann kann man vorher an dieser Spule ausprobieren, welche Richtung des Magnetfeldes eine positive Hallspannung an der Hallsonde macht.

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Noch viel einfacher als mit einer Hallsonde geht das ganze natürlich mit einer Kompassnadel, die zeigt einem sofort an, in welche Richtung das Magnetfeld zeigt smile

Arya · Anmeldungsdatum: 06.12.2006 Beiträge: 2

vielen Dank für die schnelle Antwort Augenzwinkern