Frage von Kinnay79, 21

Frage zum Halleffekt?

Hallo liebe Community, ich habe gerade alten Stoff aus der Q1 wiederholt und habe da eine Frage zum Halleffekt. Die Spannung die entsteht, wächst solange, bis die Kraft auf die Elektronen im elektrischen Feld und die Lorentzkraft gleich sind. Aber warum ist das so?

Ich freue mich auf Eure Antworten.

Antwort
von batsen1990, 11

Aufgrund der Lorentzkraft erfahren die Elektronen im Leiter eine Kraft. Diese sorgt dafür, dass zum Beispiel die Elektronen nach links "gezogen" werden. (Die Elektronen fließen von unten nach oben).

Dies sorgt dafür, dass die linke Seite des Leiters negativ wird und die rechte positiv.

Wenn wir uns den Sachverhalt nun genauer anschauen, können wir die Situation mit einem Plattenkondensator vergleichen. Zwischen der rechten und linken Leiterseite entsteht nun ein elektrisches Feld. Dies sorgt dafür das die Elektronen auch eine Kraft nach rechtserfahren. 

Sobald die Kräfte gleichgroß sind erfahren die Elektronen keine Kraft mehr. 

Die gemessene Spannung hängt direkt mit dem elektrischen Feldes zusammen.

E=U/d

Dies bedeutet, wenn die Lorentzkraft = elektrische Kraft, verändert sich das elektrische Feld nicht mehr und damit auch die gemessene Spannung.

(Um die Situation besser zu verstehen, solltest du vllt. nochmal die Formeln zum Plattenkondensator anschauen)

Antwort
von julianibus, 7

Wenn sich der Gleichgewichtszustand eingestellt hat, gibt es keine resultierende Kraft mehr, die das Elektron beim Passieren der Platte in Richtung der Seitenränder ablenken könnte. Dies wäre aber nötig. um die Potentialdifferenz zwischen den Seitenrändern und damit die Hallspannung noch weiter zu vergrößern. Es findet also nur so lange eine Ablenkung von Elektronen statt, bis das von den Elektronen aufgebaute elektrische Feld die durch das äußere Magnetfeld induzierte Lorentzkraft (bzw. ihre zum elektrischen Feldvektor parallele Komponente) vollständig kompensiert.

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