Aplicações do sensor Hall
Em 1879, enquanto trabalhava em sua tese de doutorado na Universidade Johns Hopkins, o físico americano Edwin Herbert Hall conduziu um experimento com uma placa de ouro. Ele passou uma corrente pela placa colocando a própria placa no vidro e, além disso, a placa foi submetida à ação de um campo magnético direcionado perpendicularmente ao seu plano e, portanto, perpendicular à corrente.
Para ser justo, deve-se notar que nessa época Hall estava empenhado em resolver a questão de saber se a resistência da bobina pela qual a corrente flui depende da presença próxima a ela ímã permanente, e dentro deste trabalho os cientistas realizaram milhares de experimentos. Como resultado do experimento da placa de ouro, uma certa diferença de potencial foi encontrada nas bordas laterais da placa.
Essa tensão é chamada de tensão de Hall... O processo pode ser descrito aproximadamente da seguinte forma: a força de Lorentz faz com que uma carga negativa se acumule perto de uma borda da placa e uma carga positiva perto da borda oposta.A relação entre a tensão de Hall resultante e o valor da corrente longitudinal é uma característica do material do qual um determinado elemento de Hall é feito, e esse valor é chamado de «resistência de Hall».
O efeito Hall serve como um método bastante preciso para determinar o tipo de portadores de carga (buraco ou elétron) em um semicondutor ou metal.
Com base no Efeito Hall, eles agora produzem Sensores Hall, dispositivos para medir a força de um campo magnético e determinar a força de uma corrente em um fio. Ao contrário dos transformadores de corrente, os sensores Hall também permitem medir a corrente contínua. Assim, as áreas de aplicação do sensor de efeito Hall são geralmente bastante extensas.
Como a tensão Hall é pequena, é lógico que os terminais de tensão Hall sejam conectados amplificador operacional… Para conectar a nós digitais, o circuito é complementado com um gatilho Schmitt e é obtido um dispositivo de limite, que é acionado em um determinado nível de intensidade do campo magnético. Esses circuitos são chamados de interruptores Hall.
Freqüentemente, um sensor Hall é usado em conjunto com um ímã permanente e é acionado quando o ímã permanente se aproxima do sensor dentro de uma certa distância predeterminada.
Os sensores Hall são bastante comuns em motores elétricos brushless ou de válvula (servo motores), onde os sensores são instalados diretamente no estator do motor e atuam como um sensor de posição do rotor (RPR) que fornece feedback sobre a posição do rotor, semelhante a um coletor em coletor Motor DC.
Ao fixar um ímã permanente no eixo, obtemos um contador de rotações simples e, às vezes, o efeito de blindagem da própria parte ferromagnética no fluxo magnético de ímã permanente… O fluxo magnético do qual os sensores Hall são normalmente acionados é de 100-200 Gauss.
Fabricados pela indústria eletrônica moderna, os sensores Hall de três fios possuem um transistor n-p-n de coletor aberto em seu pacote. Freqüentemente, a corrente através do transistor de tal sensor não deve exceder 20 mA, portanto, para conectar uma carga potente, é necessário instalar um amplificador de corrente.
O campo magnético de um condutor condutor de corrente geralmente não é forte o suficiente para acionar um sensor Hall, pois a sensibilidade de tais sensores é de 1-5 mV / G e, portanto, para medir correntes fracas, um condutor condutor de corrente é enrolado em um núcleo toroidal com folga e um sensor Hall já está instalado na folga ... Então, com uma folga de 1,5 mm, a indução magnética agora será de 6 Gs / A.
Para medir correntes acima de 25 A, o condutor de corrente passa diretamente pelo núcleo toroidal. O material do núcleo pode ser alcifer ou ferrite se medido corrente de alta frequência.
Alguns motores a jato de íons funcionam com base no efeito Hall e funcionam de maneira muito eficiente.
O efeito Hall é a base para bússolas eletrônicas em smartphones modernos.