Hallov efekt a senzory na ňom založené
Hallov efekt objavil v roku 1879 americký vedec Edwin Herbert Hall. Jeho podstata je nasledovná. Ak prúd prechádza vodivou doskou a magnetické pole je nasmerované kolmo na dosku, potom sa napätie objaví v smere priečnom k prúdu (a smeru magnetického poľa): Uh = (RhHlsinw) / d, kde Rh je Halov koeficient, ktorý závisí od materiálu vodiča; H je sila magnetického poľa; I je prúd vo vodiči; w je uhol medzi smerom prúdu a vektorom indukujúcim magnetické pole (ak w = 90 °, sinw = 1); d je hrúbka materiálu.
Hallov senzor má štrbinový dizajn. Polovodič je umiestnený na jednej strane štrbiny, cez ktorú prúdi prúd pri zapnutí zapaľovania a na druhej strane permanentný magnet.
V magnetickom poli sú pohybujúce sa elektróny ovplyvnené silou. Silový vektor je kolmý na smer magnetických aj elektrických komponentov poľa.
Ak sa polovodičová doštička (napríklad z indium arzenidu alebo indium antimonidu) zavedie do magnetického poľa indukciou do elektrického prúdu, potom na stranách vznikne potenciálny rozdiel, kolmý na smer prúdu. Hall Hall (Hall EMF) je úmerný prúdovej a magnetickej indukcii.
Medzi doskou a magnetom je medzera. V medzere senzora je oceľová clona. Ak v medzere nie je žiadna clona, na polovodičovú dosku pôsobí magnetické pole a potenciálny rozdiel sa z nej odstráni. Ak je sito v medzere, potom magnetické silové sily prechádzajú blízko sita a nepôsobia na dosku, v tomto prípade na platni nedochádza k potenciálnemu rozdielu.
Integrovaný obvod prevádza rozdiel potenciálu vytvorený na doske na záporné napäťové impulzy určitej hodnoty na výstupe zo senzora. Keď je obrazovka v senzorovej medzere, na jej výstupe bude napätie, ak v senzorovej medzere nie je žiadna obrazovka, potom napätie na senzorovom výstupe je blízko nuly ...
V lete roku 1814 Napoleonov víťaz, ruský cisár Alexander I., navštívil holandské mesto Haarlem. Významný hosť bol pozvaný na miestnu akadémiu. Ako napísal historiograf, „tu veľký elektrický stroj v prvom rade upútal pozornosť Jeho Veličenstva.“ Vyrobené v roku 1784. auto naozaj urobilo veľký dojem. Dva sklenené disky s priemerom výšky osoby sa otáčali na spoločnej osi pomocou úsilia štyroch ľudí. Dodávala sa trecia elektrina (triboelektrika) na nabíjanie batérie z dvoch Leidenových plechoviek, kondenzátorov tej doby. Iskry z nich dosiahli dĺžku viac ako pol metra, o čom bol cisár presvedčený.
Jeho reakcia na tento stredoeurópsky technologický zázrak bola viac ako zdržanlivá. Od detstva Alexander poznal ešte väčší stroj a dal viac týchto iskier. Bolo vyrobené. ešte skôr v roku 1777. vo svojej vlasti v Petrohrade to bolo jednoduchšie, bezpečnejšie a vyžadovalo si menej zamestnancov ako Holanďanov. Cisárovná Kateřina II. Sa za prítomnosti svojich vnúčat bavila pomocou tohto stroja elektrickými experimentmi v Tsarskoye Selo. Potom bola ako vzácny exponát premiestnená do Petrohradu v Kunstkamere, potom bola z nejakého poriadku odtiahnutá a jej stopy boli stratené.
Alexander bol predvádzaný technikou deň pred včerajškom. Princíp výroby elektriny trením sa neuplatňuje viac ako 200 rokov, zatiaľ čo myšlienka, na ktorej je domáci stroj založený, sa stále používa v moderných laboratóriách škôl a univerzít na svete. Tento princíp - elektrostatická indukcia - bol objavený a prvýkrát opísaný v Rusku ruským akademikom, ktorého meno málo ľudí pozná, a to je nespravodlivé. Chcem to pripomenúť súčasnej generácii ...
V blízkej budúcnosti budú všetky silové káble vyrobené zo supravodivých materiálov
Tok prúdu vo vodičoch je vždy spojený so stratami energie, t.j. s prechodom energie z elektrickej na tepelnú. Tento prechod je nezvratný, spätný prechod je spojený iba s dokončením práce, pretože termodynamika o tom hovorí. Existuje však možnosť premeny tepelnej energie na elektrickú energiu a využitie tzv termoelektrický efekt, keď sa použijú dva kontakty dvoch vodičov, z ktorých jeden je zahriaty a druhý je ochladený.
V skutočnosti a táto skutočnosť je prekvapujúca, existuje celý rad vodičov, v ktorých za určitých podmienok nedochádza k žiadnym stratám energie počas prúdu! V klasickej fyzike je tento účinok nevysvetliteľný.
Podľa klasickej elektronickej teórie sa pohyb nosiča náboja vyskytuje v elektrickom poli rovnomerne zrýchlenom, až kým nenarazí na štrukturálnu chybu alebo vibráciu mriežky. Po kolízii, ak je neelastická, ako zrážka dvoch plastelínových guličiek, elektrón stráca energiu a prenáša ju na mriežku atómov kovu. V tomto prípade v zásade nemôže existovať supravodivosť.
Ukazuje sa, že supravodivosť sa objaví iba vtedy, keď sa zohľadnia kvantové účinky. Je ťažké si to predstaviť. Malá predstava o mechanizme supravodivosti sa dá získať z nasledujúcich úvah ...
Ako elektrárne reagujú na elektrinu
Po prvé, poľnohospodársky priemysel je úplne zničený. Čo bude ďalej? Je čas zbierať kamene? Je čas zjednotiť všetky tvorivé sily, aby dali dedinčanom a letným obyvateľom tie nové produkty, ktoré dramaticky zvýšia produktivitu, znížia manuálnu prácu, nájdu nové spôsoby v genetike ... Navrhujem čitateľom časopisu, aby boli autormi nadpisu „Pre obyvateľov dediny a letných obyvateľov“. Začnem dlhoročnou prácou „Elektrické pole a produktivita“.
V roku 1954, keď som bol študentom Vojenskej akadémie spojov v Leningrade, bol som vášnivo unesený procesom fotosyntézy a vykonal som zaujímavý test s pestovaním cibule na parapete. Okná v miestnosti, v ktorej som žil, smerovali na sever, a preto žiarovky nemohli dostať slnko. Vysadil som päť žiaroviek v dvoch pretiahnutých boxoch. Zobral zem na rovnaké miesto pre obe škatule. Nemal som žiadne hnojivá, t. vytvorili sa rovnaké podmienky pre pestovanie. Nad jednou krabicou hore, vo vzdialenosti pol metra (obr. 1), som umiestnil kovovú platňu, ku ktorej som pripojil drôt z vysokonapäťového usmerňovača + 10 000 V, a do tejto skrinky sa vložil klinec, do ktorého som pripojil vodič „-“ z usmerňovača.
Urobil som to tak, aby podľa mojej teórie katalýzy vytvorenie vysokého potenciálu v rastlinnej zóne viedlo k zvýšeniu dipólového momentu molekúl zapojených do fotosyntetickej reakcie a boli nakreslené testovacie dni. Do dvoch týždňov som objavil ...
Ako nepoškodiť svoje zdravie pri hľadaní úspor energie
V literatúre vždy existuje téma úspory elektrickej energie a predĺženia životnosti žiaroviek. Vo väčšine článkov sa navrhuje veľmi jednoduchý spôsob - prepínanie polovodičovej diódy v sérii s lampou.
Táto téma sa opakovane objavovala v časopisoch „Radio“, „Radio amatér“, neobišla „Radioamator“ [1-4]. Ponúkajú širokú škálu riešení: od jednoduchého začlenenia diódy do série s kazetou [2], náročnej výroby „tablety“ [1] a „predpísania aspirínovej žiarovky“ [3] až po výrobu „viečka adaptéra“ [4]. Okrem toho na stránkach “ „Radioamator“ vzbudí tichú debatu o tom, ktorého „pilulka“ je lepšia a ako ju „prehltnúť“.
Autori sa dobre starali o „zdravie“ a „životnosť“ žiarovky a úplne zabudli na svoje zdravie a zdravie svojej rodiny. "Čo sa deje?" - pýtate sa. Práve v tých istých blikaniach, ktoré naznačujú maskovanie pomocou „mliečneho“ tienidla tienidla [3].Možno dôjde k ilúzii zníženia počtu žmurknutí, ale to ich nezmenší a ich negatívny vplyv sa nezníži.
Môžeme si teda zvoliť, ktoré je dôležitejšie: zdravie našej žiarovky alebo našej? Je prirodzené svetlo lepšie ako umelé? Samozrejme! Prečo? Existuje veľa odpovedí. A jedna z nich - umelé osvetlenie, napríklad žiarovky, bliká pri frekvencii 100 Hz. Venujte pozornosť nie 50 Hz, ako sa niekedy mylne verí, s odkazom na frekvenciu elektrickej siete. Z dôvodu zotrvačnosti našej vízie si nevšimneme záblesky, ale to vôbec neznamená, že ich nevnímame. Ovplyvňujú orgány zraku a, samozrejme, ľudský nervový systém. Už sme unavení rýchlejšie ...
Napriek nesporným úspechom modernej teórie elektromagnetizmu, vytvoreniu takých smerov, ako sú elektrotechnika, rádiotechnika, elektronika, nie je dôvod považovať túto teóriu za úplnú.
Hlavnou nevýhodou existujúcej teórie elektromagnetizmu je nedostatok modelových konceptov, nedostatok pochopenia podstaty elektrických procesov; teda praktická nemožnosť ďalšieho rozvoja a zdokonaľovania teórie. Z obmedzení teórie vyplýva aj veľa problémov.
Nie je dôvod domnievať sa, že teória elektromagnetizmu je vrcholnou úrovňou dokonalosti. V skutočnosti táto teória nazhromaždila niekoľko opomenutí a priamych paradoxov, pre ktoré boli vynájdené veľmi neuspokojivé vysvetlenia alebo takéto vysvetlenia vôbec neexistujú.
Napríklad, ako vysvetliť, že dva vzájomne nehybné identické obvinenia, ktoré majú byť podľa Coulombovho zákona odpudzované, sa v skutočnosti priťahujú, ak sa pohybujú spolu relatívne dlho opusteným zdrojom? Priťahujú ich však, pretože teraz sú to prúdy a priťahujú sa rovnaké prúdy, čo sa experimentálne dokázalo.
Prečo má energia elektromagnetického poľa na jednotku dĺžky vodiča s prúdom generujúcim toto magnetické pole sklon k nekonečnu, ak sa spätný vodič posunie preč? Nie energia celého vodiča, ale presne na jednotku dĺžky, povedzme, jeden meter? ...
K histórii elektrického osvetlenia
Tento príbeh začína témou veľmi vzdialenou od elektriny, ktorá potvrdzuje skutočnosť, že vo vede nie sú sekundárne ani nekompromisné štúdie. V roku 1644 Taliansky fyzik E. Toricelli vynašiel barometer. Zariadením bola sklenená trubica dlhá asi meter so utesneným koncom. Druhý koniec bol ponorený do šálky ortuti. V skúmavke sa ortuť úplne neznížila, ale vytvorila sa takzvaná „toricelská prázdnota“, ktorej objem sa menil v závislosti od poveternostných podmienok.
Vo februári 1645 Kardinál Giovanni de Medici nariadil, aby bolo niekoľko takýchto potrubí inštalovaných v Ríme a boli pod dozorom. To je prekvapujúce z dvoch dôvodov. Toricelli bol študentom G. Galilea, ktorý bol v posledných rokoch znechutený ateizmom. Po druhé, cenný nápad vyplynul z katolíckeho hierarchy a odvtedy začali barometrické pozorovania ...
História paradoxu elektrotechniky
Ak zostavíte elektrický obvod zo zdroja prúdu, zo spotrebiča energie a vodičov, ktoré ich spájajú, zatvorte ho a potom prúdi po tomto obvode elektrický prúd. Je rozumné opýtať sa: „A akým smerom?“ Učebnica o teoretických základoch elektrotechniky dáva odpoveď: „V externom obvode prúd tečie z plusu zdroja energie do mínus a vo vnútri zdroja z mínus do plusu.“
Je to tak? Pripomeňme, že elektrický prúd je usporiadaný pohyb elektricky nabitých častíc. V kovových vodičoch sú záporne nabité častice - elektróny. Elektróny vo vonkajšom obvode sa však pohybujú opačným smerom od mínus zdroja k plusu. To sa dá dokázať veľmi jednoducho. Stačí zapojiť do vyššie uvedeného obvodu elektronickú lampu - diódu.Ak je anóda žiarovky kladne nabitá, potom bude prúd v obvode záporný, potom nebude žiadny prúd. Pripomeňme, že opačné poplatky priťahujú a podobne sa poplatky odpudzujú. Preto pozitívna anóda priťahuje negatívne elektróny, ale nie naopak. Dospeli sme k záveru, že pre smer elektrického prúdu vo vede elektrotechniky smerujú opačným smerom ako pohyb elektrónov.
Voľba opačného smeru k tomu súčasnému sa nedá nazvať inak paradoxným, ale dôvody takéhoto rozporu sa dajú vysvetliť, ak sledujeme históriu vývoja elektrotechniky ako vedu.
Spomedzi mnohých teórií, niekedy aj neoficiálnych, ktoré sa snažia vysvetliť elektrické javy, ktoré sa objavili na úsvite vedy o elektrine, sa zaoberáme dvoma hlavnými ...