霍尔效应是一种磁电效应,是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的.

根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用.

通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程.

当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）.

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【详细】 所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象.金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的.当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差.半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应.

利用霍尔效应可以设计制成多种传感器.霍尔电位差UH的基本关系为

UH=RHIB/d （18）

RH=1/nq（金属） （19）

式中 RH——霍尔系数：

n——载流子浓度或自由电子浓度；

q——电子电量；

I——通过的电流；

B——垂直于I的磁感应强度；

d——导体的厚度.

对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式与式（19）不同,此处从略.

由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小.利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器.其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感.

若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定.

利用这种方法可以构成霍尔功率传感器.

如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号.根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移.若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度.

霍尔元件是一种半导体磁电器件，它是利用霍尔效应来进行工作的。

霍尔元件可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质结构量子阱材料等等。

半导体中电子迁移率（电子定向运动的平均速度）比空穴迁移率高，因此N型半导体较适合于制造灵敏度高的霍尔元件霍尔元件。

常用的半导体材料N型硅、N型锗、锑化铟、砷化铟和不同比例亚砷酸铟和磷酸铟组成的In型固溶体等。

其中N型锗容易加工，其霍尔常数、温度性能、输出线性都较好，应用非常普遍锑化铟元件由于在高温时霍尔常数大，所以输出较大，但对温度最敏感，尤其在低温范围内温度系数大；砷化铟的霍尔常数较小，温度系数也较小，输出线性好；砷化镓的温度特性和输出线性好，是较理想的材料，但价格较贵。不同材料适用于不同场合，锑化铟适用于作为敏感元件，锗和砷化铟霍尔元件适用于测量指示仪表。

磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

霍尔传感器常见的类型：

1、霍尔压力传感器：敏感元件弹簧片一端固定，另一端安装着霍尔元件。当输入压力增加时，弹簧伸长，使处于恒定梯度磁场中的霍尔元件产生相应的位移，从霍尔元件输出的电压的大小即可反映出压力的大小。

2、霍尔电流传感器：在磁芯上开一气隙，内置一个线性霍尔元件，器件通电后，便可由它输出的霍尔电压得出导线中流通电流的大小。

3、测量领域：可用于测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。

4、通讯领域：可用于放大器、振荡器、相敏检波、混频、分频、以及微波功率测量等。

5、自动化技术领域：可用于无刷直流电机、速度传感、位置传感、自动记数、接近开关等。

霍尔效应原理如下：

霍尔效应的概念：在交流电的作用下，当通有交变电流时，导体两端将产生磁场并感应出电动势；而当通入直流电流时，则会产生相反方向的磁场并感应出电动势；如果同时存在两种不同频率和强度的交变电场和磁场作用在导线上时就会产生自感现象。

当导线处于交变磁场与交变电场之间时会发生电磁感应现象而产生一个自感电动势e1，此值的大小与外加电压及导线的电阻成正比。若将此电源用导线连接起来便构成了一个闭合回路，由于该回路中的任一节点所接通的节点的电位均相等且方向相同.故称为同向性负载，此时若将电源断开后重新接入电路仍可得到原先的功率输出.这就是所谓的"霍耳效应"。

霍耳效应的应用：（1）应用在电动机上：利用这一原理可以设计出一种无刷电动机（简称永磁电机），这种电动机结构简单、运行可靠、维护方便并且成本低等优点而被广泛应用到工业生产和日常生活中去。（2）应用在发电机上：由于没有励磁绕组所以不存在换向火花问题。（3）应用于自动控制装置中。（4）用于测量仪表。

工作原理：

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。

磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。

扩展资料：

霍尔传感器是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。霍尔传感器在工业生产、交通运输和日常生活中有着非常广泛的应用。

霍尔传感器按被检测对象的性质可将它们的应用分为：直接应用和间接应用。前者是直接检测受检对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，这个磁场是被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量转变成电学量来进行检测和控制。

参考资料：百度百科-霍尔传感器

首先，磁场是外界给的，霍尔元件本身就是用来测量磁场的。在这道题里磁场由线圈产生，线圈通电后由安培右手螺旋易知磁场方向

其次题干里说载流子是正电荷，霍尔元件中通过的电流方向想下，有洛伦兹左手定则可知正电荷向后面运动，则后面的电势高于正面。(再次纠正楼主问错了，不是电子，而是正电荷。一定要看题目里说载流子是什么，一般半导体的是电子，金属的是正电荷)

再次，霍尔元件工作时本身当然需要通电，他是通过自身本来就有的电流由于收到外界磁场干扰从而使内部载流子偏转，在两个面上产生电势差，从而测量磁场

最后，电压表测的是由于磁场而使载流子偏转到两个面后形成的电势差即霍尔电压

纯手打累到死望采纳蟹蟹☺😊😝