Ефект на Хол и сензори, базирани на него
Ефектът на Хол е открит през 1879 г. от американския учен Едвин Хърбърт Хол. Същността му е следната. Ако ток се прокара през проводима плоча и магнитно поле се насочи перпендикулярно на плочата, тогава напрежението се появява в посока, напречна на тока (и посоката на магнитното поле): Uh = (RhHlsinw) / d, където Rh е коефициентът на Хол, който зависи от материала на проводника; Н е силата на магнитното поле; I е токът в проводника; w е ъгълът между посоката на тока и вектора на индукция на магнитното поле (ако w = 90 °, sinw = 1); d е дебелината на материала.
Сензорът на Хол има прорезан дизайн. От едната страна на слота е разположен полупроводник, през който протича ток при включване на запалването, а от друга страна - постоянен магнит.
В магнитно поле движещите се електрони се влияят от сила. Векторът на силата е перпендикулярен на посоката както на магнитния, така и на електрическия компонент на полето.
Ако полупроводникова вафла (например от индиев арсенид или индиев антимонид) се въведе в магнитно поле чрез индукция в електрически ток, тогава възниква потенциална разлика по страните, перпендикулярна на посоката на тока. Напрежението на Хол (Холова ЕМП) е пропорционално на тока и магнитната индукция.
Между плочата и магнита има празнина. В пролуката на сензора е стоманен екран. Когато в пролуката няма екран, магнитното поле действа върху полупроводниковата плоча и потенциалната разлика се отстранява от нея. Ако в пролуката има екран, тогава магнитните силови линии се затварят през екрана и не действат върху плочата, в този случай разликата в потенциала не се появява на плочата.
Интегралната схема преобразува потенциалната разлика, създадена на плочата, в отрицателни импулси на напрежение с определена стойност на изхода на сензора. Когато екранът е в празнината на сензора, ще има напрежение на неговия изход, ако няма екран в празнината на сензора, тогава напрежението на изхода на сензора е близо до нула ...
През лятото на 1814г Победителят на Наполеон общоруски император Александър Първи посети холандския град Харлем. Почетният гост бе поканен в местната академия. Тук, както пише историографът, „Голямата електрическа машина преди всичко привлече вниманието на Негово Величество“. Направен през 1784г. колата наистина направи голямо впечатление. Два стъклени диска с диаметър на височина на човек, завъртени на обща ос от усилията на четирима души. Електрическото триене (трибоелектричество) се доставяше за зареждане на батерията от двуконтурни кутии Leiden, кондензатори от онова време. Искрите от тях достигаха дължина повече от половин метър, в което императорът беше убеден.
Реакцията му към това централноевропейско чудо на технологиите беше повече от сдържана. От детството си Александър беше познат с още по-голяма машина и това даде повече от тези искри. Направена е. още по-рано през 1777г. в родината му в Санкт Петербург, той беше по-прост, по-сигурен и изискваше по-малко слуги от холандците. Императрица Екатерина II в присъствието на внуците си се забавляваше с помощта на тази машина чрез електрически експерименти в Царско село. Тогава тя, като рядък експонат, е пренесена в петербургската Кунсткамера, след това по някаква заповед е изведена оттам и следите й са изгубени.
На Александър беше показана техниката от предишния ден. Принципът за генериране на електричество чрез триене не се прилага повече от 200 години, докато идеята, която стои в основата на домашната машина, все още се използва в съвременните лаборатории на училища и университети в света. Този принцип - електростатична индукция - е открит и описан за първи път в Русия от руския академик, чието име малко хора знаят, и това е несправедливо. Искам да напомня за това на настоящото поколение ...
В близко бъдеще всички силови кабели ще бъдат направени от свръхпроводящи материали
Потокът на ток в проводниците винаги е свързан с загуби на енергия, т.е. с прехода на енергия от електрическа към топлинна. Този преход е необратим, обратният преход се свързва само с приключването на работата, тъй като термодинамиката говори за това. Съществува обаче възможността за преобразуване на топлинната енергия в електрическа енергия и използване на т.нар термоелектричен ефект, когато се използват два контакта на два проводника, единият от които се нагрява, а другият се охлажда.
Всъщност и този факт е изненадващ, има редица проводници, в които при определени условия няма загуба на енергия по време на течението на тока! В класическата физика този ефект е необясним.
Според класическата електронна теория, движението на носител на заряд се случва в електрическо поле, равномерно ускорено, докато не се сблъска със структурен дефект или с вибрация на решетката. След сблъсък, ако е нееластичен, като сблъсък на две пластилинови топки, електрон губи енергия, прехвърляйки го върху решетка от метални атоми. В този случай по принцип не може да има свръхпроводимост.
Оказва се, че свръхпроводимостта се появява само когато се вземат предвид квантовите ефекти. Трудно е да си го представим Лека представа за механизма на свръхпроводимостта може да се получи от следните съображения ...
Как растенията реагират на електричеството
Като начало, селскостопанската индустрия е напълно унищожена. Какво следва? Време ли е да събираме камъни? Време ли е да обединим всички творчески сили, за да дадем на селяните и летните жители онези нови продукти, които драстично ще повишат производителността, ще намалят ръчния труд, ще намерят нови начини в генетиката ... Бих предложил на читателите на списанието да бъдат автори на рубриката „За селото и летните жители“. Ще започна с дългогодишната работа „Електрическо поле и производителност“.
През 1954 г., когато бях студент на Военната академия за комуникации в Ленинград, страстно се увлечих от процеса на фотосинтеза и проведох интересен тест с отглеждане на лук на перваза на прозореца. Прозорците на стаята, в която живеех, бяха обърнати на север и следователно крушките не можеха да приемат слънцето. Засадих пет луковици в две удължени кутии. Той взе земята на едно и също място и за двете кутии. Нямах торове, т.е. създадени са същите условия за отглеждане. Над една кутия отгоре, на разстояние от половин метър (фиг. 1), поставих метална плоча, към която прикрепих жица от токоизправител с високо напрежение + 10 000 V, и в земята на тази кутия беше поставен гвоздей, към който свързах проводник "-" от токоизправителя.
Направих това така, че според моята теория за катализа, създаването на висок потенциал в растителната зона ще доведе до увеличаване на диполния момент на молекулите, участващи в реакцията на фотосинтеза, и дните на теста се изтеглят. В рамките на две седмици открих ...
Как да не развалите здравето си в стремеж към икономия на енергия
В литературата винаги има тема за спестяване на електроенергия и удължаване на живота на лампите с нажежаема жичка. В повечето статии се предлага много прост метод - превключване на полупроводников диод последователно с лампата.
Тази тема многократно се появява в списанията „Радио“, „Радиолюбител“, тя не заобикаля „Радиоаматор“ “[1-4]. Те предлагат голямо разнообразие от решения: от простото включване на диод в серия с патрон [2], трудното производство на „таблетка“ [1] и „предписването на крушка с аспирин“ [3] до производството на „капачка на адаптера“ [4]. Освен това на страниците „ "Радиоаматор" "разпалва спокоен дебат за това чие" хапче "е по-добро и как да го" преглътнем ".
Авторите се погрижили добре за "здравето" и "издръжливостта" на лампата с нажежаема жичка и напълно забравили за тяхното здраве и здравето на семейството си. "Какво става?" - питаш. Точно при същите тези мигания, които предполагат маскиране с помощта на „млечен“ абажур [3].Може би ще има илюзия за намаляване на миганията, но това няма да ги направи по-малки и отрицателното им въздействие няма да намалее.
Така че, можем да изберем кое е по-важно: здравето на електрическата крушка или нашето? По-добра ли е естествената светлина от изкуствената? Разбира се! Защо? Отговорите могат да бъдат много. И един от тях - изкуственото осветление, например, лампи с нажежаема жичка, мига с честота 100 Hz. Обърнете внимание не на 50 Hz, тъй като понякога погрешно се смята, имайки предвид честотата на електрическата мрежа. Поради инерцията на нашето виждане, ние не забелязваме проблясъци, но това изобщо не означава, че не ги възприемаме. Те засягат органите на зрението и, разбира се, нервната система на човека. Уморяваме се по-бързо ...
Въпреки безспорните успехи на съвременната теория за електромагнетизма, създаването на нейната основа на такива направления като електротехника, радиотехника, електроника, няма причина да считаме тази теория за пълна.
Основният недостатък на съществуващата теория за електромагнетизма е липсата на моделни концепции, липсата на разбиране за същността на електрическите процеси; оттук и практическата невъзможност за по-нататъшно развитие и усъвършенстване на теорията. И от ограниченията на теорията произтичат и много приложени трудности.
Няма основания да се смята, че теорията за електромагнетизма е висотата на съвършенството. Всъщност теорията е натрупала редица пропуски и преки парадокси, за които са измислени много незадоволителни обяснения или изобщо няма такива обяснения.
Например, как да се обясни, че две взаимно неподвижни еднакви заряди, които трябва да се отблъскват един от друг според кулоновския закон, всъщност са привлечени, ако се движат заедно сравнително отдавна изоставен източник? Но те са привлечени, защото сега те са токове и се привличат идентични токове и това е експериментално доказано.
Защо енергията на електромагнитното поле на единица дължина на проводник с тока, генериращ това магнитно поле, има тенденция към безкрайност, ако връщащият проводник се премести? Не енергията на целия проводник, а точно на единица дължина, да речем, един метър? ...
Към историята на електрическото осветление
Тази история започва с тема, много далеч от електричеството, което потвърждава факта, че в науката няма вторични или неперспективни за изучаване. През 1644г Италианският физик Е. Торичели изобретява барометъра. Устройството представляваше стъклена тръба с дължина около метър със запечатан край. Другият край беше потопен в чаша живак. В тръбата живакът не потъва напълно, но се образува така наречената „торицелова пустота“, чийто обем варира поради метеорологичните условия.
През февруари 1645г Кардинал Джовани де Медичи нареди да бъдат инсталирани няколко такива тръби в Рим и да се държат под наблюдение. Това е изненадващо по две причини. Торичели беше ученик на Г. Галилео, който през последните години беше опозорен заради атеизма. Второ, от католическия йерарх следва ценна идея и оттогава започват барометрични наблюдения ...
Историята на парадокс в електротехниката
Ако съставите електрическа верига от източник на ток, консуматор на енергия и проводниците, които ги свързват, затворете го, тогава електрически ток ще тече по тази верига. Разумно е да попитаме: „И в каква посока?“ Учебникът по теоретичните основи на електротехниката дава отговор: "Във външната верига токът тече от плюса на източника на енергия към минуса, а във вътрешността на източника от минус към плюс".
Така ли е? Спомнете си, че електрически ток е подреденото движение на електрически заредени частици. Тези в металните проводници са отрицателно заредени частици - електрони. Но електроните във външната верига се движат точно обратното от минуса на източника към плюс. Това може да се докаже много просто. Достатъчно е да поставите в горната верига електронна лампа - диод.Ако анодът на лампата е положително зареден, токът във веригата ще бъде, ако е отрицателен, тогава няма да има ток. Спомнете си, че противоположните такси привличат и като такси отблъскват. Следователно положителният анод привлича отрицателни електрони, но не и обратното. Заключваме, че за посоката на електрическия ток в науката за електротехниката те поемат посоката, обратна на движението на електроните.
Изборът на посоката, противоположна на съществуващата, не може да бъде наречен иначе парадоксален, но причините за такова разминаване могат да бъдат обяснени, ако проследим историята на развитието на електротехниката като наука.
Сред многото теории, понякога дори анекдотични, опитвайки се да обясним електрическите явления, появили се в зората на науката за електричеството, нека се спрем на две основни ...