Efectes i sensors basats en ell
L’efecte Hall va ser descobert el 1879 pel científic nord-americà Edwin Herbert Hall. La seva essència és la següent. Si un corrent passa per una placa conductora i un camp magnètic es dirigeix perpendicularment a la placa, llavors la tensió apareix en la direcció transversal al corrent (i la direcció del camp magnètic): Uh = (RhHlsinw) / d, on Rh és el coeficient Hall, que depèn del material del conductor; H és la força del camp magnètic; Jo sóc el corrent del conductor; w és l'angle entre la direcció del corrent i el vector d'inducció de camp magnètic (si w = 90 °, sinw = 1); d és el gruix del material.
El sensor Hall té un disseny ranurat. Un semiconductor està situat a un costat de la ranura, per on circula el corrent quan s’encén l’encesa i, d’altra banda, un imant permanent.
En un camp magnètic, els electrons en moviment es veuen afectats per una força. El vector de força és perpendicular a la direcció dels components magnètics i elèctrics del camp.
Si s’introdueix una oblea semiconductora (per exemple, de l’arsènid de l’indi o l’antimonida d’indi) en un camp magnètic mitjançant la inducció en un corrent elèctric, apareix una diferència de potencial als costats, perpendicular a la direcció del corrent. La tensió Hall (Hall EMF) és proporcional al corrent i a la inducció magnètica.
Hi ha un buit entre la placa i l’imant. A la bretxa del sensor hi ha una pantalla d’acer. Quan no hi ha cap pantalla a l'espai, un camp magnètic actua sobre la placa de semiconductor i se n'elimina la diferència de potencial. Si hi ha una pantalla a la bretxa, les línies de força magnètiques tanquen per la pantalla i no actuen sobre la placa, en aquest cas, la diferència de potencial no es produeix a la placa.
El circuit integrat converteix la diferència de potencial creada a la placa en polsos de tensió negatius d’un cert valor a la sortida del sensor. Quan la pantalla estigui en el buit del sensor, hi haurà una tensió a la sortida, si no hi ha cap pantalla a la bretxa del sensor, la tensió a la sortida del sensor és propera a zero ...
L’estiu de 1814 El guanyador de Napoleó, l'emperador allò rus Alexandre Primer, va visitar la ciutat holandesa de Haarlem. El distingit convidat va ser convidat a l'acadèmia local. Aquí, segons va escriure l’historiaògraf, "la gran màquina elèctrica va atraure en primer lloc l’atenció de Sa Majestat". Fet el 1784. el cotxe realment va fer una gran impressió. Per l'esforç de quatre persones, dos discs de vidre amb un diàmetre d'alçada d'una persona giraven sobre un eix comú. L’electricitat de fricció (triboelectricitat) es proporcionava per carregar la bateria de llaunes de dos Leiden, condensadors d’aquella època. Les espurnes arribaven a més de mig metre de la qual estava convençut l’emperador.
La seva reacció davant aquest miracle centreeuropeu de la tecnologia va ser més que frenada. Des de petit, Alexandre estava familiaritzat amb una màquina encara més gran, i va donar més d’aquestes espurnes. Es va fer. fins i tot abans del 1777. a la seva terra natal a Sant Petersburg, era més senzill, més segur i requeria menys servents que els holandesos. L'emperadriu Catherine II en presència dels seus néts es va divertir amb l'ajuda d'aquesta màquina mitjançant experiments elèctrics a Tsarskoye Selo. Aleshores, com a exposició rara, va ser traslladada al Kunstkamera de Sant Petersburg, després, per algun ordre, se la va treure d'allà i es van perdre els seus rastres.
A Alexandre se li va mostrar la tècnica del dia d’ahir. El principi de generar electricitat amb fricció no s’ha aplicat des de fa més de 200 anys, mentre que la idea subjacent a la màquina domèstica encara s’utilitza en laboratoris moderns d’escoles i universitats del món. Aquest principi –inducció electrostàtica– va ser descobert i descrit per primera vegada a Rússia per l’acadèmic rus, el nom del qual poca gent coneix, i això és injust. Vull recordar això a la generació actual ...
En un futur proper, tots els cables d’alimentació estaran fabricats amb materials superconductors
El flux de corrent en els conductors sempre està associat a pèrdues d’energia, és a dir. amb la transició d’energia d’elèctrica a tèrmica. Aquesta transició és irreversible, la transició inversa només s’associa amb la finalització del treball, ja que la termodinàmica en parla. No obstant això, hi ha la possibilitat de convertir l’energia tèrmica en energia elèctrica i utilitzar l’anomenada efecte termoelèctric, quan s’utilitzen dos contactes de dos conductors, un dels quals s’escalfa i l’altre es refreda.
De fet, i aquest fet és sorprenent, hi ha una sèrie de conductors en els quals, en determinades condicions, no hi ha pèrdues d’energia durant el flux de corrent. En física clàssica, aquest efecte és inexplicable.
Segons la teoria electrònica clàssica, el moviment d’un portador de càrrega es produeix en un camp elèctric accelerat uniformement fins que xoca amb un defecte estructural o amb una vibració de gelosia. Després d’una col·lisió, si és inelàstica, com una col·lisió de dues boles de plastilina, un electró perd energia, transferint-la a una gelosia d’àtoms metàl·lics. En aquest cas, en principi, no hi pot haver una superconductivitat.
Resulta que la superconductivitat només apareix quan es tenen en compte efectes quàntics. És difícil imaginar-ho. Es pot obtenir una petita idea del mecanisme de superconductivitat a partir de les següents consideracions ...
Com responen les plantes a l’electricitat
Per començar, la indústria agrícola està completament destruïda. Què segueix? És hora de recollir pedres? És el moment d’unir totes les forces creatives per oferir als vilatans i residents a l’estiu aquells nous productes que augmentaran dràsticament la productivitat, reduiran la mà d’obra manual, trobaran noves maneres en la genètica ... Suggeriria als lectors de la revista que siguessin autors de l’epígraf "Per als residents del poble i dels estius". Començaré amb el treball de llarga durada "Camp elèctric i productivitat".
L’any 1954, quan era estudiant de l’Acadèmia Militar de Comunicacions de Leningrad, em va deixar apassionadament el procés de fotosíntesi i vaig realitzar una prova interessant amb creixent cebes al finestral. Les finestres de l’habitació on vivia estaven orientades al nord i, per tant, les bombetes no podien rebre el sol. Vaig plantar cinc bulbs en dues caixes allargades. Va agafar la terra al mateix lloc per a les dues caixes. No tenia fertilitzants, és a dir. es van crear les mateixes condicions per al cultiu. A sobre d’una caixa de la part superior, a una distància de mig metre (Fig. 1), vaig col·locar una placa metàl·lica a la qual vaig enganxar un filferro d’un rectificador d’alta tensió + 10 000 V, i es va inserir una ungla al terra d’aquesta caixa, a la qual vaig connectar un filferro “-” del rectificador.
Vaig fer-ho perquè, segons la meva teoria de la catàlisi, la creació d’un potencial elevat a la zona vegetal portarà a un augment del moment dipolar de les molècules implicades en la reacció de fotosíntesi, i s’extreuen els dies de prova. Al cap de dues setmanes vaig descobrir ...
Com no fer malbé la salut en la recerca d'estalvi d'energia
A la literatura, sempre hi ha un tema d’estalvi d’electricitat i d’allargar la vida de les làmpades incandescents. En la majoria dels articles, es proposa un mètode molt senzill: canviar un díode semiconductor en sèrie amb la làmpada.
Aquest tema ha aparegut diverses vegades a les revistes "Radio", "Radio amateur", ella no va passar per alt "Radioamator" "[1-4]. Ofereixen una àmplia varietat de solucions: des de la simple inclusió d’un díode en sèrie amb un cartutx [2], la difícil fabricació d’una “tauleta” [1] i la “prescripció d’una bombeta d’aspirina” [3] fins a la fabricació d’un casquet adaptador [4]. A més, a les pàgines ” "Radioamator" desperta un debat tranquil sobre la "pastilla" de la qual és millor i com "empassar-la".
Els autors van tenir una bona cura de la "salut" i la "durabilitat" de la làmpada incandescent i es van oblidar completament de la seva salut i la salut de la seva família. "Què passa?" - pregunteu. Només en els mateixos parpelles que suggereixen un emmascaratge amb l'ajuda d'un abat-dia "llet" [3]Potser hi haurà una il·lusió de disminució de parpelles, però això no els farà més petits i el seu impacte negatiu no disminuirà.
Per tant, podem triar quina és més important: la salut de la bombeta o la nostra? La llum natural és millor que artificial? És clar! Per què? Hi pot haver moltes respostes. I un d’ells - la il·luminació artificial, per exemple, les làmpades incandescents, parpelleja a una freqüència de 100 Hz. Fixeu-vos en no-50 Hz, com de vegades es creu erròniament, fent referència a la freqüència de la xarxa elèctrica. A causa de la inèrcia de la nostra visió, no notem flaixos, però això no significa en absolut que no els percebem. Afecten els òrgans de la visió i, per descomptat, el sistema nerviós humà. Ens cansem més ràpid ...
Malgrat els èxits indiscutibles de la teoria moderna de l’electromagnetisme, la creació basada en direccions com l’enginyeria elèctrica, l’enginyeria de ràdio i l’electrònica, no hi ha cap raó per considerar aquesta teoria completa.
L’inconvenient principal de la teoria existent de l’electromagnetisme és la manca de conceptes de model, la incomprensió de l’essència dels processos elèctrics; d’aquí la impossibilitat pràctica d’un nou desenvolupament i millora de la teoria. I a partir de les limitacions de la teoria, també se succeeixen moltes dificultats aplicades.
No hi ha motius per creure que la teoria de l’electromagnetisme sigui l’altura de la perfecció. De fet, la teoria acumula una sèrie d’omissions i paradoxes directes per a les quals s’han inventat explicacions molt insatisfactòries o no n’hi ha.
Per exemple, com s’explica que dues càrregues idèntiques immòbils, que se suposa que es repel·len l’una de l’altra segons la llei de Coulomb, s’atrauen realment si es combinen una font relativament abandonada? Però se senten atrets, perquè ara són corrents, i s’hi atrauen corrents idèntics, i això s’ha demostrat experimentalment.
Per què l’energia del camp electromagnètic per unitat de longitud d’un conductor amb el corrent que genera aquest camp magnètic tendeix a l’infinit si el conductor de retorn s’allunya? No és l'energia de tot el conductor, sinó precisament per unitat de longitud, per exemple, un metre? ...
A la història de la il·luminació elèctrica
Aquesta història comença amb un tema molt allunyat de l’electricitat, que confirma el fet que a la ciència no hi ha estudis secundaris ni poc prometedors. El 1644 El físic italià E. Toricelli va inventar el baròmetre. L’aparell era un tub de vidre d’uns metre de llarg amb un extrem tancat. L’altre extrem es va submergir en una tassa de mercuri. Al tub, el mercuri no es va enfonsar completament, però es va formar l’anomenat “buit toricellenc”, el volum del qual variava a causa de les condicions meteorològiques.
El febrer de 1645 El cardenal Giovanni de Medici va ordenar que s’instal·lessin diverses canonades a Roma i es mantinguessin sota vigilància. Això sorprèn per dos motius. Toricelli va ser un estudiant de G. Galileu, que en els darrers anys s’ha mostrat disgustat per l’ateisme. En segon lloc, va seguir una valuosa idea de la jerarquia catòlica i des de llavors van començar les observacions baromètriques ...
La història d’una paradoxa de l’enginyeria elèctrica
Si composeu un circuit elèctric a partir d’una font de corrent, un consumidor d’energia i els cables que els connecten, tanqueu-lo, llavors circularà un corrent elèctric al llarg d’aquest circuit. És raonable preguntar-nos: "I en quina direcció?" El llibre de text sobre els fonaments teòrics de l’enginyeria elèctrica dóna la resposta: "Al circuit extern, el corrent flueix des del plus de la font d’energia al menys, i a l’interior de la font des del menys al plus."
És així? Recordem que un corrent elèctric és el moviment ordenat de les partícules carregades elèctricament. Els conductors metàl·lics són partícules carregades negativament, electrons. Però els electrons del circuit extern es mouen exactament el contrari del que menys la font a la plus. Això es pot demostrar de manera senzilla. N’hi ha prou amb posar una làmpada electrònica: un díode al circuit anterior.Si l’ànode de la làmpada es carrega positivament, el corrent al circuit serà, si és negatiu, no hi haurà corrent. Recordeu que les càrregues oposades atreuen i, com ara, les càrregues repel·len. Per tant, l’ànode positiu atrau electrons negatius, però no a l’inrevés. Arribem a la conclusió que la direcció contrària al moviment dels electrons es pren com la direcció del corrent elèctric en la ciència de l'enginyeria elèctrica.
L’elecció de la direcció contrària a l’actual no es pot anomenar d’una altra manera paradoxal, però les raons d’aquesta discrepància es poden explicar si rastregem la història del desenvolupament de l’enginyeria elèctrica com a ciència.
Entre moltes de les teories, de vegades fins i tot anecdòtiques, intentant explicar els fenòmens elèctrics apareguts a l’alba de la ciència de l’electricitat, posem l’abric en dos principals ...