Энергия магнитного поля

Проводник по которому протекает ЭТ всегда окружает МП и энергия МП равна работе которую выполняет ЭТ по созданию этого поля. Работа выполненная ЭТ по созданию МП идёт на увеличение магнитного потока данного МП.

Найдём взаимосвязь между работой и магнитным потоком. Рассмотрим ситуацию: Пусть имеется замкнутый проводник с передвижной перемычкой находящийся во внешнем МП . Данная перемычка движется со скоростью и на перемычку будет действовать со стороны внешнего МП сила Ампера. При перемещении перемычки на величину dx внешним МП совершена работа dA которая может быть определена:

dS – элементарная площадка в которую заметает в процессе движения данный проводник.

- элементарное изменение магнитного потока.

Если проводник обладает постоянной индуктивностью L, то магнитный поток через поверхность охваченную данным проводником:

Тогда

Элементарное изменение ЭТ вызывающее изменение данного магнитного потока dФ. Тогда полную энергию по изменению магнитного поток при изменении тока от 0 до i

Таким образом энергия МП может быть определена:

- энергия МП

Для определения энергии МП в общем случае используется следующее выражение:

Эффект Холла

Данный эффект проявляется в проводниках (полупроводниках) находящихся во внешнем МП. Суть этого эффекта состоит в том при помещении проводника с током во внешнее МП на данном проводнике появляется дополнительная разность потенциалов, кроме той под действием корой протекает ЭТ в данном проводнике.

Предполагаем что имеем проводник прямоугольного сечения по которому протекает ток I. При представленном на рисунке взаимном расположении поля и проводника. Между гранями А и В данного проводника возникает дополнительная разность потенциалов. Появление данной разности потенциалов можно объяснить следующим образом. На движущийся электрический заряд будет действовать сила Лоренца, которая при данном расположении направлена вверх. В результате отрицательно заряженные частицы будут двигаться вверх, а положительно заряженные частицы будут двигаться вниз. Благодаря этому на верхней грани будет появляться избыточный отрицательный заряд. На нижней грани будет появляться избыточный положительный заряд. И между верхней и нижней гранью возникнет разность потенциалов. Движение зарядов будет происходить до тех пор пока не выполниться следующее равенство:

То есть пока сила со стороны ЭП появившегося в результате разделения зарядов имеющая напряжённость Е не будет уравновешено силой Лоренца.

- величина заряда.

Исходя из этого выражения можно определить концентрацию движущихся частиц в данном проводнике. А соответственно установить тип проводника.

Обозначим высоту грани как (а)

- разность потенциалов

I – ток который модно определить

- поперечное сечение.

- концентрация носителей зарядов.

Из представленного выражения следует, что измерив разность потенциалов , зная индукцию магнитного поля В, зная вид заряда, можно определить концентрацию частиц в проводнике или полупроводнике того или иного типа, поэтому эффект Холла используется для создания устройств по анализу энергетического спектра в проводниках и полупроводниках.