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Toa

Alter Hase

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21

01.12.2008, 15:32

Hier bin ich wieder mit einem neuen Problem ^.^

Ich muss am Dienstag ein Referat über den HallEffekt und die HallSonde halten und ich habe mitleerweile noch Probleme bei der Herleitung der Formel für die Hallspannung..

Soweit bin ich:

U(h) = Driftgeschwindigkeit*B (Magnetische Flussdichte) * b (Leiter Breite)

nun ist ja die Driftgeschwindigkeit unbekannt und muss eine Formel für diese aufstellen. Da sieht mein Ansatz so aus:

v= l (länge des Leiters) / Delte T

I = Delta Q / Delta T
-> Delta T = Delta Q / I

so nun in die Formel für v einsetzen

v = (l*I) /Delta Q

und nun kommt mein Problem

Mit der Ladungsträgerdichte n des Materials, welche die Zahl der Ladungen je
Volumeneinheit angibt, ergibt sich der Ladungsunterschied zu
ΔQ = n ⋅V ⋅ e

Diesen Teil verstehe ich nicht! Woher kommt die Formel? Weil die hatten wir noch nicht im Unterricht .. Könnte mir jemand die Herleitung ab dieser Stelle erklären?


Und ein zweites Problem habe ich auch!

Ich soll noch eine Anwendung der HallSonde Vorstellen, und da dachte ich mir das ich das Teslameter nehme ( Welches die Magnetische Flussdichte bestimmt) ..

Meine Frage hierzu ist, warum muss man die HallSonde senkrecht zu den Magnetfeldlinien halten? Und woher weiß das Teslameter wo groß die Magnetische Flussdichte ist? Kann es sein das die Hallspannung genau so groß ist wie die Magnetische Flussdichte?

Hoffe mir kann jemand helfen ist echt wichtig :(

Nox

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22

01.12.2008, 16:09

Hmm schonmal wiki geschaut? Auf die schnelle scheint die Herleitung da korrekt zu sein.
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Toa

Alter Hase

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23

01.12.2008, 16:17

Ich komme ja mit der Herleitung nicht weiter weil ich den Teil dann nicht mehr verstehe das man sagt Delta Q = e*n*V ... und n soll die Ladungsdichte des Materials sein .. Keine Ahnung ..

Kannst du mir bei der Sache mit dem Teslameter weiter helfen?

Da wird ja eine Hallsonde verwendet. Warum muss man die denn senkrecht zu den Feldlinien des Magnetfeldes halten? Gibt es sonst diese Hallspannung nicht? ..

Und wie ermittelt das Teslameter dann die Magnetische Flussdichte? Nimmt es diese Formel :

U(h) = I / ( n*e*d (die tiefe des Plättchens)) * B

und stellt dann nach B um?

24

01.12.2008, 16:24

Es muss senkrecht sein, da sonst die Lorentzkraft nicht auf die Teilchen wirkt. Die Spannung kommt ja zustande, da die Teilchen von ihrer eigentlichen Flussrichtung abgelenkt werden und dadurch an beiden Enden des Metalls eine unterschiedliche Elektronenzahl herrscht.

Zur Ermittlung der Flussdichte: Jop.

Black-Panther

Alter Hase

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25

01.12.2008, 16:25

Also die Formel ist schnell erklärt.... Wenn n die Anzahl der Elektronen pro Volumen angeben, V das Volumen, dann gibt n*V die Anzahl der Elektronen im Volumen V an. Da jedes Elektron eine Ladung von e hat (Elementarladung) ist die Gesamtladung dieser Elektronen:

Q = n * V * e

;)

Edit:
Hab erst jetzt deine zweite Frage gesehen... Senkrecht, weil sonst nicht die gesamte magnetische Kraft wirkt, die wirken könnte (Kreuzprodukt in Lorentzkraft F = v x qB). Und woher das Teslameter die Magnetfeldstärke kennt ist eigentlich einfach... Im prinzip hast du die Antwort in Form einer Formel schon hingeschrieben... Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der Hallspannung und dem Magnetfeld! (sofern alle anderen Größen für ein Szenario konstant sind ;))

U ~ B

Damit lässt sich das dann leicht errechnen oder mit entsprechener Skala anzeigen!
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Toa

Alter Hase

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26

01.12.2008, 16:47

Ganz ehrlich : IHR SEID KLASSE! BIG THX!

EDIT: Eine Frage hab ich doch noch zu dieser Formel noch mal:

Q = n * V * e

kann man sich das auch über die Einheiten erklären?

Wenn n die Ladung Pro Volumen ist also q/v und V das Volumen kürzt sich doch v raus und ich hab q da stehen , dann frag ich mich nur warum dann noch * e weil dann hätte man doch als einheit q² oder?

So ganz versteh ich die Formel noch nicht und vorallem wo sie herkommt :/

Black-Panther

Alter Hase

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27

01.12.2008, 21:49

n ist nicht die Ladung pro Volumen, es ist die Anzahl der Elektronen pro Volumen also 1/m³...
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Toa

Alter Hase

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28

01.12.2008, 21:55

Ahh kay und wenn ich dann die Anzahl der Elektronen pro Volumen mit dem Volumen multipliziere kürzt sich Volumen weg und am ende dann noch *e und ich hab Ladung da stehen kay kay ^.^

Und n heißt glaube ich Ladungsträgerdichte .. du hast mir sehr geholfen =)

Edit: Eine Frage hab ich doch noch zur Erklärung:

schau dir ma das Bild hier an;
http://img512.imageshack.us/my.php?image=halleffektqe4.jpg

Stimmt es wenn ich sage:

Die Elektronen fließen durch den Leiter und werden durch die Lorenzkraft nach unten Abgelenkt ( Linke Hand 3 Fingerregel , Mittelfinger zeigt nach unten ( Is das die Richtige Handregel?)) dadurch entsteht unten ein Elektronen überschuss und oben ein Elektronenmangel. Es bildet sich eine Querspannung die ein elektrisches Feld erzeugt. nun wirkt der Lorenzkraft die elektrische kraft entgegen und es kommt zu einem elektrostatischen Gleichgewicht. Die Elektronen fliegen nun geradlinig mit einer konstanten Geschwindigkeit (Driftgeschwindigkeit) durch den Leiter.

Und dann halt noch erzählen das diese Querspannung die Hallspannung ist

Ist das so richtig?????


MFG Toa

Nox

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29

01.12.2008, 22:16

hmm bei mir kommt da leider kein Bild :? . Das sie abgelenkt werden stimmt. Wohin hängt halt von der Richtung des B Feldes ab. Der Rest der Erklärung stimmt auch (ist aber ein Kräftegleichgewicht). Die Driftgeschwindigkeit ist aber eher durch den Widerstand und der Spannung festlegt und nur konstant, wenn alle Parameter konstant bleiben.
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30

01.12.2008, 23:03

@Toa
Jap stimmt. Dadurch dass dieses Gleichgewicht gegeben ist kann man dann die Kräfte gleichsetzen und die Formal nach B auflösen. ;)

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