אפקט הול וחיישנים המבוססים עליו

אפקט הול וחיישנים המבוססים עליואפקט האולם התגלה בשנת 1879 על ידי המדען האמריקני אדווין הרברט הול. מהותו היא כדלקמן. אם זרם מועבר דרך צלחת מוליכה ושדה מגנטי מופנה בניצב לצלחת, אז המתח מופיע בכיוון הרוחב לזרם (וכיוון השדה המגנטי): Uh = (RhHlsinw) / d, כאשר Rh הוא מקדם ההיכל, התלוי בחומר המוליך; H הוא כוח השדה המגנטי; אני הזרם במנצח; w הוא הזווית בין כיוון הזרם לבין וקטור אינדוקציה של השדה המגנטי (אם w = 90 °, sinw = 1); ד הוא עובי החומר.

חיישן ההיכל בעל עיצוב מחורץ. מוליך למחצה נמצא בצד אחד של החריץ, דרכו זורם זרם כאשר מופעל ההצתה, ומצד שני מגנט קבוע.

בשדה מגנטי, אלקטרונים נעים מושפעים מכוח. וקטור הכוח בניצב לכיוון של הרכיבים המגנטיים והחשמליים של השדה כאחד.

אם רקיק מוליך למחצה (למשל מאינדיום ארסניד או אנטי-אמוניד) מוחדר לשדה מגנטי באמצעות אינדוקציה לזרם חשמלי, אז נוצר הבדל פוטנציאלי בצדדים, בניצב לכיוון הזרם. מתח הול (Hall EMF) הוא פרופורציונאלי לזירוז זרם ומגנטי.

יש פער בין הצלחת למגנט. במרווח החיישן נמצא מסך פלדה. כשאין מסך בפער, שדה מגנטי פועל על לוח המוליכים למחצה וההבדל הפוטנציאלי מוסר ממנו. אם יש מסך בפער, קווי הכוח המגנטיים נסגרים דרך המסך ואינם פועלים על הצלחת, במקרה זה, ההבדל הפוטנציאלי אינו מתרחש בצלחת.

המעגל המשולב ממיר את ההבדל הפוטנציאלי הנוצר בצלחת לפולסים מתח שלילי בערך מסוים ביציאת החיישן. כאשר המסך נמצא בפער החיישן, יהיה מתח בפלט שלו, אם אין מסך בפער החיישן, אז המתח ביציאת החיישן קרוב לאפס ...

 

צאר - אלקטרופור

צאר - אלקטרופורבקיץ 1814 הזוכה של נפוליאון הקיסר הכל-רוסי אלכסנדר הראשון ביקר בעיר הולנד בהארלם. האורח הנכבד הוזמן לאקדמיה המקומית. כאן, כפי שכתב ההיסטוריוגרף, "המכונה החשמלית הגדולה קודם כל משכה את תשומת לב הוד מלכותו." נוצר בשנת 1784. המכונית באמת עשתה רושם גדול. שני דיסקי זכוכית בקוטר גובהו של אדם מסתובבים על ציר משותף במאמץ של ארבעה אנשים. חשמל חיכוך (תאי חשמל) הועמד לטעינת הסוללה של פחיות שתי לידן, קבלים של אותה תקופה. ניצוצות מהם הגיעו לאורך של יותר מחצי מטר, שהקיסר היה משוכנע בו.

תגובתו לנס הטכנולוגי המרכז-אירופי הזה הייתה יותר מאופקת. מילדותו הכיר אלכסנדר מכונה גדולה עוד יותר, וזה נתן יותר מאות הניצוצות האלה. זה נעשה. אפילו מוקדם יותר בשנת 1777. במולדתו בסנט פטרסבורג זה היה פשוט יותר, בטוח יותר ונדרש פחות משרתים מההולנדים. הקיסרית קתרין השנייה בנוכחות נכדיה אירחה את עצמה בעזרת מכונה זו על ידי ניסויים חשמליים בצרסקויה סלו. ואז היא, כתערוכה נדירה, הועברה לקסטקאמרה של סנט פטרסבורג, ואז, על פי סדר כלשהו, ​​היא הוצאה משם ועקבותיה אבדו.

לאלכסנדר הוצגה הטכניקה שלשום שלשום. העיקרון של ייצור חשמל באמצעות חיכוך לא מיושם יותר מ -200 שנה, בעוד הרעיון העומד בבסיס המכונה הביתית משמש עדיין במעבדות מודרניות של בתי ספר ואוניברסיטאות בעולם. עקרון זה - אינדוקציה אלקטרוסטטית - התגלה ותואר לראשונה ברוסיה על ידי האקדמאי הרוסי, ששמו מעטים מכירים, וזה לא הוגן. אני רוצה להזכיר על כך לדור הנוכחי ...

 

בעתיד הקרוב, כל כבלי החשמל יהיו עשויים מחומרים מוליכים-על

עקרון המוליכות העל. אפקט שדה מגנטי זרימת הזרם במוליכים קשורה תמיד להפסדי אנרגיה, כלומר עם מעבר אנרגיה מחשמל לתרמי. המעבר הזה בלתי הפיך, המעבר ההפוך קשור רק לסיום העבודה, כפי שתרמודינמיקה מדברת על כך. עם זאת, קיימת האפשרות להמיר אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית ולהשתמש במה שנקרא השפעה תרמו-אלקטרונית, כאשר משתמשים בשני אנשי קשר של שני מוליכים, האחד מחומם והשני מקורר.

למעשה, ועובדה זו מפתיעה, ישנם מספר מוליכים אשר בתנאים מסוימים אין אובדן אנרגיה במהלך זרימת הזרם! בפיזיקה הקלאסית השפעה זו אינה ניתנת להסבר.

על פי התיאוריה האלקטרונית הקלאסית, תנועתו של נשא מטען מתרחשת בשדה חשמלי המואץ באופן אחיד עד שהוא מתנגש עם פגם מבני או עם רטט סריג. לאחר התנגשות, אם היא לא-אלסטית, כמו התנגשות של שני כדורי פלסטלינה, אלקטרון מאבד אנרגיה, ומעביר אותו לסריג של אטומי מתכת. במקרה זה, באופן עקרוני, לא יכולה להיות מוליכות-על.

מסתבר כי מוליכות העל מופיעה רק כאשר נלקחים בחשבון השפעות קוונטיות. קשה לדמיין את זה. ניתן לקבל רעיון קל של מנגנון המוליכות העל מהשיקולים הבאים ...

 

כיצד מפעלים מגיבים לחשמל

כיצד מפעלים מגיבים לחשמלראשית, התעשייה החקלאית נהרסת לחלוטין. מה הלאה? הגיע הזמן לאסוף אבנים? האם הגיע הזמן לאחד את כל כוחות היצירה להעניק לתושבי הכפר ולתושבי הקיץ את אותם מוצרים חדשים שיעלו באופן דרמטי את הפרודוקטיביות, יפחיתו את עבודת הכפיים, ימצאו דרכים חדשות בגנטיקה ... הייתי מציע לקוראי המגזין להיות מחברי הכותרת "לתושבי הכפר ותושבי הקיץ". אפתח בעבודה ארוכת השנים "שדה חשמלי ופרודוקטיביות".

בשנת 1954, כשהייתי סטודנטית לאקדמיה הצבאית לתקשורת בלנינגרד, נסחפתי בלהט בתהליך הפוטוסינתזה וערכתי מבחן מעניין עם בצל גדל על אדן החלון. חלונות החדר בו גרתי פנו צפונה, ולכן הנורות לא יכלו לקבל את השמש. שתלתי חמש נורות בשתי קופסאות מוארכות. הוא לקח את האדמה באותו מקום לשתי התיבות. לא היו לי דשנים, כלומר נוצרו אותם תנאים לגידול. מעל קופסה אחת למעלה, במרחק של חצי מטר (איור 1), הנחתי לוחית מתכת שאליה חיברתי חוט ממיישר מתח גבוה + 10 000 וולט, והוחדר מסמר לאדמה של התיבה הזו, שאליה חיברתי חוט "-" מהמיישר.

עשיתי זאת כך שעל פי תיאוריית הקטליזה שלי, יצירת פוטנציאל גבוה באזור הצמח תביא לעלייה ברגע הדיפול של המולקולות המעורבות בתגובת הפוטוסינתזה, וימי הצילום נמשכים. תוך שבועיים גיליתי ...

 

איך לא לקלקל את בריאותך במרדף אחר חיסכון באנרגיה

איך לא לקלקל את בריאותך במרדף אחר חיסכון באנרגיהבספרות, תמיד יש נושא של חסכון בחשמל והארכת חיי מנורות ליבון. ברוב המאמרים מוצעת שיטה מאוד פשוטה - החלפת דיודה מוליכים למחצה בסדרה עם המנורה.

נושא זה הופיע שוב ושוב במגזינים "רדיו", "חובב רדיו", היא לא עקפה את "רדיאמטור" [1-4]. הם מציעים מגוון רחב של פתרונות: החל מהכללה הפשוטה של ​​דיודה בסדרה עם מחסנית [2], ייצור קשה של "טאבלט" [1] ו"מרשם נורת אספירין "[3] וכלה בייצור" מכסה מתאם "[4]. יתר על כן, בדפים" "רדיומטור" "מתלקח ויכוח שקט לגבי" הגלולה "שלו טובה יותר ואיך" לבלוע "אותה.

הכותבים דאגו היטב ל"בריאותם "ו"עמידותם" של מנורת ליבון ושכחו לחלוטין את בריאותם ובריאות משפחתם. "מה העניין?" - אתה שואל. בדיוק באותם מהבהבים שמציעים מיסוך בעזרת אהיל "חלבי" [3].יתכן ותהיה אשליה של ירידה במצב הבהוב, אך זה לא יהפוך אותם לקטנים יותר, והשפעתם השלילית לא תפחת.

אז, אנחנו יכולים לבחור מה חשוב יותר: בריאות הנורה או שלנו? האם אור טבעי טוב יותר מלאכותי? כמובן! למה? יכולות להיות תשובות רבות. ואחד מהם - תאורה מלאכותית, למשל, מנורות ליבון, מהבהב בתדר של 100 הרץ. שימו לב לא ל 50 הרץ, כפי שלעתים אומרים בטעות, בהתייחס לתדירות רשת החשמל. בגלל האינרציה של החזון שלנו, אנו לא מבחינים בהבזקים, אך אין זה אומר כלל שאיננו תופסים אותם. הם משפיעים על אברי הראייה וכמובן על מערכת העצבים האנושית. נמאס מהר יותר ...

 

מהו חשמל?

alt

למרות ההצלחות הבלתי מעורערות של התיאוריה המודרנית לאלקטרומגנטיות, היצירה על בסיס כיוונים כמו הנדסת חשמל, הנדסת רדיו, אלקטרוניקה, אין סיבה לשקול תיאוריה זו כשלמה.

החיסרון העיקרי של התיאוריה הקיימת לאלקטרומגנטיות הוא היעדר מושגי מודל, חוסר הבנה של מהות תהליכים חשמליים; מכאן חוסר האפשרות המעשית להמשך פיתוח ושיפור התיאוריה. ומתוך מגבלות התיאוריה נובעים קשיים יישומים רבים.

אין שום סיבה להאמין שתאוריית האלקטרומגנטיות היא שיא השלמות. למעשה, התיאוריה צברה מספר מחדלים ופרדוקסים ישירים שעבורם הומצאו הסברים לא מספקים, או שאין הסברים כאלה בכלל.

לדוגמא, כיצד להסביר ששני מטענים זהים חסרי תנועה הדדית, שאמורים להדוף אחד מהשני על פי חוק קולומב, נמשכים למעשה אם הם עוברים יחד מקור נטוש ארוך יחסית? אבל הם נמשכים, מכיוון שעכשיו הם זרמים, וזרמים זהים נמשכים, וזה הוכח באופן ניסיוני.

מדוע אנרגיית השדה האלקטרומגנטית לכל אורך יחידה של מוליך עם הזרם המייצר שדה מגנטי זה נוטה לאינסוף אם המוליך החוזר מתרחק? לא האנרגיה של המוליך כולו, אלא בדיוק לכל אורך היחידה, נניח מטר? ...

 

להיסטוריה של התאורה החשמלית

altסיפור זה מתחיל בנושא רחוק מאוד מחשמל, המאשר את העובדה שבמדע אין משניים או בלתי מתפשרים ללימוד. בשנת 1644 הפיזיקאי האיטלקי א 'טוריסלי המציא את הברומטר. המכשיר היה צינור זכוכית באורך של כמטר עם קצה אטום. הקצה השני טבול בכוס כספית. בצינור הכספית לא שקעה לחלוטין, אך נוצרה מה שנקרא "ריקנות טוריקליאנית", אשר נפחה השתנה בגלל תנאי מזג האוויר.

בפברואר 1645 הקרדינל ג'ובאני דה מדיצ'י הורה להתקין כמה צינורות כאלה ברומא ולהישאר תחת מעקב. זה מפתיע משתי סיבות. טוריסלי היה תלמידו של ג 'גלילאו, שבשנים האחרונות הושפל בבושה בגלל אתאיזם. שנית, רעיון חשוב הגיע מההיררכ הקתולית ומאז החלו תצפיות ברומטריות ...

 

ההיסטוריה של פרדוקס הנדסת חשמל

alt אם אתה מחבר מעגל חשמלי ממקור זרם, צרכן אנרגיה והחוטים המחברים ביניהם, סגור אותו, אז זרם חשמלי יזרום לאורך מעגל זה. סביר לשאול: "ובאיזו כיוון?" ספר הלימוד על היסודות התיאורטיים של הנדסת חשמל נותן את התשובה: "במעגל החיצוני הזרם זורם מכמות הפלוס של מקור האנרגיה למינוס, ובפנים המקור מהמינוס לפלוס."

האם זה כך? נזכיר כי זרם חשמלי הוא התנועה המסודרת של חלקיקים טעונים חשמליים. אלה במוליכי מתכת הם חלקיקים טעונים באופן שלילי - אלקטרונים. אבל האלקטרונים במעגל החיצוני עוברים בדיוק ההפך ממינוס המקור לפלוס. ניתן להוכיח זאת בפשטות רבה. מספיק לשים מנורה אלקטרונית - דיודה במעגל שלעיל.אם האנודה של המנורה טעונה באופן חיובי, אז הזרם במעגל יהיה, אם שלילי, אז לא יהיה זרם. נזכיר כי חיובים הפוכים מושכים, וכמו שמטענים דוחים. לכן, האנודה החיובית מושכת אלקטרונים שליליים, אך לא להפך. אנו מסיקים כי בכיוון הזרם החשמלי במדע הנדסת החשמל, הם לוקחים את הכיוון ההפוך לתנועת האלקטרונים.

לא ניתן לכנות את הבחירה בכיוון ההפוך לזה הקיים כפרדוקסלית אחרת, אך ניתן להסביר את הסיבות לאי-התאמה זו אם נתחקה אחר ההיסטוריה של התפתחות הנדסת חשמל כמדע.

מבין התיאוריות הרבות, לפעמים אפילו אנקדוטליות, שמנסות להסביר את התופעות החשמליות שהופיעו עם שחר מדע החשמל, אפשר להתעכב על שתי עיקריות ...