Xoll effekti (Hall effect) — bu elektr toki olib o‘tayotgan material tok yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan magnit maydonga joylashtirilganda, qattiq jismda ko‘ndalang elektr maydon hosil bo‘lish jarayonidir. Xoll effekti 1879-yilda Edvin Gerbert Xoll tomonidan kashf etilgan. Ushbu maqolada Xoll effekti haqida batafsil tanishamiz.
Xoll effektining prinsipi
Xoll effektining prinsipi shundan iboratki, tok o‘tkazayotgan o‘tkazgich yoki yarimo‘tkazgich tok yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan magnit maydonga kiritilganda, tok yo‘liga nisbatan to‘g‘ri burchak ostida kuchlanishni o‘lchash mumkin bo‘ladi. O‘lchanadigan ana shu kuchlanishning hosil bo‘lishi Xoll effekti deb ataladi.
Nazariya
O‘tkazuvchi plastina batareya bilan zanjirga ulanganda, undan tok oqa boshlaydi. Zaryad tashuvchilar plastinaning bir uchidan ikkinchi uchigacha to‘g‘ri chiziqli yo‘l bo‘ylab harakatlanadi. Zaryad tashuvchilarning harakati magnit maydon hosil bo‘lishiga olib keladi. Plastina yaqiniga magnit joylashtirilganda, zaryad tashuvchilarning magnit maydoni buziladi. Bu esa zaryad tashuvchilarning to‘g‘ri chiziqli oqimini izdan chiqaradi. Zaryad tashuvchilarning oqim yo‘nalishini o‘zgartiruvchi kuch Lorents kuchi deb ataladi.
Zaryad tashuvchilarning magnit maydoni buzilishi tufayli manfiy zaryadlangan elektronlar plastinaning bir tomoniga, musbat zaryadlangan kovaklar (holes) esa boshqa tomoniga og‘adi. Natijada plastinaning ikki tomoni orasida Xoll kuchlanishi (Hall voltage) deb ataladigan potensiallar farqi hosil bo‘ladi va uni o‘lchagich asbob yordamida o‘lchash mumkin.
VH bilan ifodalanadigan Xoll kuchlanishi quyidagi formula orqali beriladi:
Bu yerda,
I — sensor orqali oqayotgan tok
B — magnit maydon kuchlanganligi
q — zaryad
n — birlik hajmdagi zaryad tashuvchilar soni
d — sensorning qalinligi.
Xoll koeffitsiyenti
RH bilan ifodalanadigan Xoll koeffitsiyenti matematik jihatdan quyidagicha ifodalanadi:
Bu yerda j — tashuvchi elektronning tok zichligi, Ey — induksiyalangan elektr maydon, B esa magnit maydon kuchlanganligidir. Agar musbat zaryadlar soni manfiy zaryadlarga nisbatan ko‘p bo‘lsa, Xoll koeffitsiyenti musbat bo‘ladi. Xuddi shuningdek, elektronlar soni kovaklardan ko‘p bo‘lsa, u manfiy bo‘ladi.
Xoll effektining qo‘llanilishi
Xoll effekti prinsipi quyidagi holatlarda qo‘llaniladi:
- Magnit maydonni sezuvchi uskunalarda
- O‘zgarmas tokni o‘lchashda Xoll effektiga asoslangan Tong Tester qo‘llaniladi.
- Faza burchagini o‘lchashda
- Yaqinlik detektorlarida
- Xoll effekti sensorlari va zondlarida
- Chiziqli yoki burchak siljish o‘zgartkichlarida (transducers)
- G‘ildirak tezligini aniqlash va shu asosda g‘ildiraklarning bloklanishga qarshi tormoz tizimiga yordam berishda
Tez-tez so‘raladigan savollar — FAQ
1-savol
Xoll effektining bitta amaliy qo‘llanishiga misol keltiring.
Xoll effekti moddaning yarimo‘tkazgichmi yoki izolyatormi ekanini aniqlashda qo‘llaniladi. Zaryad tashuvchilarning tabiatini ham o‘lchash mumkin.
2-savol
Xoll potensiali qanday hosil bo‘ladi?
Tok o‘tkazayotgan o‘tkazgich ko‘ndalang magnit maydon ta’sirida bo‘lganda, magnit maydon magnit maydon yo‘nalishiga ham, drift tezligiga ham perpendikulyar yo‘nalishda og‘diruvchi kuch hosil qiladi. Bu esa zaryadlarning bir sirtdan ikkinchi sirtga siljishiga sabab bo‘ladi va natijada potensiallar farqi yuzaga keladi.
3-savol
Xoll effekti sensori nima?
Xoll effekti sensori — magnit maydonning kattaligini o‘lchash uchun ishlatiladigan qurilmadir.
4-savol
Xoll effektida magnit maydon va elektr maydon yo‘nalishlari bir-biriga parallel bo‘ladi. To‘g‘rimi yoki noto‘g‘rimi?
Noto‘g‘ri. Magnit maydon va elektr maydon bir-biriga perpendikulyar bo‘ladi.
5-savol
Lorents kuchini tushuntiring.
Lorents kuchi — elektr maydon E va magnit maydon B ichida v tezlik bilan harakatlanayotgan q zaryadli zarrachaga ta’sir etuvchi kuchdir.
