Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как влияет датчик холла на работу двигателя


признаки и причины неисправности, проверка, ремонт, замена

В современном автомобиле установлено множество датчиков, сигнализирующих о различных процессах, протекающих внутри и снаружи машины. Так, спидометр работает благодаря датчику, измеряющему частоту оборотов колес, лямбда-зонд – измеряет количество кислорода в отработанных газах. Задача датчика Холла – это участие в определении момента зажигания, без которого нормальная работа двигателя была бы невозможна.

Назначение и принцип работы датчика Холла

Датчик Холла берет название от фамилии изобретателя, который в 1879 г открыл гальваномагнитное явление. Его суть заключается в возникновении разницы потенциалов при помещении проводника в магнитное поле, что вызывает поступление на него постоянного электрического тока. Датчик использует описанный выше эффект в условиях установленного под напряжением внутри прибора проводника, на который воздействует магнитное поле, пересекающее его поперек, и создает электродвижущую силу.

Принцип работы устройства основан на фиксации присутствия или отсутствия магнитного поля. При достижении силы индукции определенного значения, датчик показывает наличие поля. Если показатель ниже установленного значения, датчик указывает на его отсутствие. Чувствительность прибора определяется способностью фиксировать магнитное поле различной индуктивности, и может изменяться в зависимости от необходимых требований.

Автомобильный датчик Холла предназначен для измерения импульсов, на основании которых электроника блока управления зажиганием дает команду образования искры в необходимый для этого момент. Конструктивно прибор состоит из следующих частей:

  1. Постоянного магнита.
  2. Стального экрана с несколькими прорезанными отверстиями.
  3. Полупроводниковых пластин.

Из датчика выходит разъем, содержащий 3 клеммы:

  1. Первый выход соединяется с «массой».
  2. Второй предназначен для подключения напряжения 6 В.
  3. Третий подает преобразованный импульсный сигнал в коммутатор.

В большинстве случаев датчик располагают на трамблере. Он определяет момент подачи искры и используется вместо контактов. Существует цифровая модификация датчика, которая бывает биполярная и униполярная. Первый тип срабатывает при смене полярности, а второй при появлении поля.

Признаки неисправности датчика Холла

Неисправности датчика Холла могут иметь различные признаки, на основании которых даже опытному мастеру не всегда удается сразу выявить поломку. Наиболее типичные симптомы поломки датчика следующие:

  1. Двигатель плохо запускается или не запускается вообще.
  2. При езде автомобиля на высоких оборотах, происходят подергивания из-за работы двигателя.
  3. Работа двигателя на холостом ходу характерна рывками и перебоями.
  4. Двигатель глохнет при движении.

Проверка

Исправность датчика Холла можно проверить следующими способами:

  1. Установкой заведомо исправного датчика на место проверяемого. Если при запуске двигателя проблемы исчезли, значит «родной» датчик неисправен, и нуждается в ремонте или замене.
  2. Замер тестером выходного напряжения датчика. Исправное устройство покажет напряжения, находящиеся в пределах от 0,4 до 11 В.
  3. Созданием имитации датчика снятием с трамблера трехштекерной колодки, соединением проводами 3 и 6 выхода коммутатора и включением зажигания. Появившаяся искра свидетельствует о поломке датчика.

Ремонт датчика Холла

Конструкция датчика Холла достаточно проста, и прибор редко выходит из строя. Но при его поломке автомобиль становится обездвиженным, и деталь требует срочной замены. Поскольку датчик достаточно дорогой, особенно для иномарок, имеет смысл попытаться самостоятельно его отремонтировать. Для примера можно взять прибор автомобиля Фольксваген, который устанавливают на различные модели машин данного автопроизводителя.

Самая ненадежная часть датчика – логический элемент S441А, представляющий собой чувствительную часть прибора, которая и выходит из строя. Целью ремонта является ее замена. Сама процедура состоит из следующих этапов:

  1. Покупка вышедшего из строя элемента или его аналога.

2. Проверка детали на работоспособность. С этой целью последовательно соединяют светодиод и резистор (1 или 2 кОм) и крепят к контактам «+» и «выход». Величина тока должна варьироваться от 3 до 30 В, а исправность элемента проверяется магнитом: при его воздействии срабатывает светодиод.

3. Дрелью и сверлом по металлу в центре датчика Холла проделывают отверстие, ножом «заподлицо» обрезают провода, надфилем прокладывают канавки от проделанного отверстия до выходов удаленных проводов.

4. Размещение активного элемента в проделанном окошке и проверка его на работоспособность. Так, при подключенных контактах и прохождении шторки через прорези, светодиод должен загораться, и при закрытии магнитного потока – гаснуть.

5. Если схема отказывается работать, элемент переворачивают и снова проводят проверку (полярность расположения имеет значение).

6. Если проверка прошла успешно, производят разводку выводов элемента в канавках корпуса. В самом окошке подпаивают провода, которые идут к соединительному разъему старого датчика. Обращают внимание на правильную последовательность проводов и их совпадение с маркировкой разъема трамблера («+», «0», «-»).

7. Завершив пайку, визуально и тестером проверяют отсутствие коротких замыканий в датчике. При успешной проверке заделывают технологическое отверстие термостойким клеем.

8. Датчик ставят на место и проверяют схему на предмет отсутствия коротких замыканий: никакой из проводов не должен звониться на корпус.

Аналогично восстанавливаются датчики многих автомобилей. Кроме Фольксваген, ремонту поддаются приборы на Daewoo, AUDI, Mitsubishi, и т. д., так как их принцип действия во всех случаях один и тот же.

Замена датчика Холла

Замена датчика Холла – операция достаточно простая, которую может самостоятельно выполнить даже начинающий автолюбитель. Все действия осуществляются в следующем порядке:

  1. Демонтаж трамблера.
  2. Снять крышку трамблера и совместить метки газораспределительного механизма с меткой коленчатого вала.
  3. Зафиксировать положение трамблера, после чего при помощи гаечного ключа открутить крепеж.
  4. Извлечь стопоры и фиксаторы.
  5. Извлечь вал из трамблера.
  6. Отсоединить на датчике клеммы и открутить его.
  7. Осторожно вытащить неисправный прибор через щель, образовавшуюся при оттягивании регулятора.
  8. Установка нового датчика Холла осуществляется в обратной последовательности.

Мощность двигателя автомобиля | HowStuffWorks

В разделе «Характеристики двигателя» вы узнаете о лошадиных силах, карбюраторах, разнице между турбокомпрессорами и нагнетателями и даже о том, как закись азота повышает производительность двигателя.

Реклама

Узнать больше

Повысят ли новые опоры двигателя отклик двигателя?

Крепления двигателя обычно надежно удерживают двигатель вашего автомобиля на месте.Но изношенные крепления позволяют работающему двигателю переключаться и подпрыгивать всеми непредсказуемыми, экономными способами.

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
Как размещение двигателя влияет на управление?

Есть много веских причин для проектирования автомобиля с двигателем впереди; однако то же самое можно сказать и о размещении двигателя позади водителя.Действительно ли важно расположение двигателя?

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
Увеличивают ли выхлопные отверстия мощность?

Современные легковые и грузовые двигатели, как правило, эффективны и мощны одновременно. Но есть ли относительно простой способ освободить дополнительную мощность через выхлоп?

Кристен Холл-Гейслер Двигатели / Производительность двигателя
Сколько лошадиных сил добавляет холодный воздухозаборник?

Холодный воздухозаборник - одна из тех редких модификаций, которая сама по себе работает довольно хорошо.Но сколько лошадиных сил вы действительно можете получить?

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
Сколько лошадиных сил добавляет глушитель производительности?

Замена штатного глушителя вашего автомобиля глушителем производительности - это хорошая идея, то есть, если это ржавый беспорядок и вам все равно нужно его заменить. Но увеличит ли этот мод мощность?

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
5 дешевых способов увеличить мощность

Если вы серьезно относитесь к увеличению мощности вашего автомобиля - и у вас глубокие карманы - ваши возможности практически безграничны.Но что вы можете сделать, если у вас ограниченный бюджет?

Кристен Холл-Гейслер Двигатели / Производительность двигателя
Сколько лошадиных сил добавляет нагнетатель?

Нагнетатель является значительным капиталовложением; Тем не менее, это также один из лучших способов улучшить забавный фактор вождения вашего автомобиля или грузовика. Сколько дополнительных лошадиных сил вы должны ожидать?

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
Улучшает ли ваша машина двойную выхлопную систему?

Кажется, что очистка выхлопа как можно быстрее даст вам преимущество над конкурентами.Но действительно ли двойная выхлопная система действительно улучшает производительность вашего автомобиля?

Кристен Холл-Гейслер Двигатели / Производительность двигателя
Сколько лошадиных сил достаточно?

Современные автомобильные двигатели могут создавать огромное количество лошадиных сил - и каждый хочет больше мощности, верно? Но сколько это слишком много? А сколько всего достаточно?

Джейми Пейдж Дитон Двигатели / Производительность двигателя
5 инноваций, уменьшающих вибрации двигателя

Есть много причин, по которым автомобиль или грузовик могут трястись и греметь, пока он в движении; но вибрация двигателя - одна из причин, которая заслуживает особого тщательного изучения.

Аквели Паркер Двигатели / Производительность двигателя
5 советов по запуску старого двигателя

Двигатели были созданы для работы; но если вы когда-нибудь пытались завести старую машину, которая долгое время не использовалась, вы знаете, что это не всегда так просто, как просто повернуть ключ.

Кристофер Нейгер Двигатели / Производительность двигателя
5 модификаций двигателя для повышения производительности

Вы когда-нибудь задумывались над тем, чтобы сделать свой автомобиль более экономичным? Или ты просто хочешь дать старой куче еще один удар? Есть несколько модификаций, которые вы можете сделать, чтобы улучшить работу двигателя.

Брайан Бун Двигатели / Производительность двигателя
Как динамически определить время двигателя

Если у вас есть автомобиль с дистрибьютором, вы можете улучшить характеристики своего двигателя с помощью динамического хронометража. Как вы можете убедиться, что все работает с максимальной эффективностью?

Эрик Бакстер Двигатели / Производительность двигателя
5 способов улучшить реакцию двигателя

Если вы застряли за медленным грузовиком для свиней или просто пытаетесь спрыгнуть с линии на красный свет, очень важна быстрая реакция двигателя.Вот 5 способов получить больше от вашего двигателя.

Джейми Пейдж Дитон Двигатели / Производительность двигателя
Как работает модуль управления двигателем

Модуль управления двигателем (ECM) вашего автомобиля постоянно контролирует обширную сеть датчиков, чтобы убедиться, что условия эксплуатации находятся в пределах нормы. Вы знаете, что на самом деле контролирует ECM?

Чериз Тревитт Двигатели / Производительность двигателя
Как масляные и воздушные фильтры влияют на ваш двигатель?

Два относительно дешевых фильтра могут поддерживать ваш двигатель в исправном состоянии и долгую работу.Единственная загвоздка в том, что они настолько пачкаются, что иногда их приходится заменять.

Аквели Паркер Двигатели / Производительность двигателя
Как впускной коллектор влияет на ваш двигатель?

Для работы вашего двигателя требуется всего три вещи: воздух, топливо и искра. Тем не менее, легко понять, почему впускной коллектор - компонент, через который проходит ваш двигатель - так важен.

Кристофер Лэмптон Двигатели / Двигатель Перф.

Как кислородные датчики влияют на автомобильную эмиссию

Кислородные датчики - это продукт, который существует с 1980-х годов, однако многие автомобилисты даже не знают, что у них есть одно или несколько таких устройств в автомобиле или что делают эти датчики.

Единственный раз, когда большинству людей становится известно о существовании датчика кислорода, это если он получает свет Check Engine и есть код, который указывает на проблему с датчиком O2, или их автомобиль не проходит тест на выбросы из-за вялого или мертвого датчика O2.Если их двигатель работает плохо или использует слишком много топлива, кто-то может сказать им, что им может понадобиться новый датчик O2. Но в большинстве случаев они не имеют ни малейшего понятия о том, как диагностировать или проверить это загадочное маленькое устройство, которое часто обвиняют во всех видах управляемости и вредных выбросах.

Датчик O2 контролирует топливную смесь, поэтому компьютер двигателя (модуль управления трансмиссией) может регулировать соотношение воздух / топливо для поддержания минимально возможных выбросов и максимальной экономии топлива.Датчик O2 делает это, реагируя на несгоревший кислород в выхлопе. Датчик генерирует небольшой сигнал напряжения (обычно менее 1 вольт), который увеличивается, когда смесь воздуха и топлива обогащается, и падает, когда смесь воздуха и топлива становится обедненной. Он действует как переключатель обогащения / обеднения, который сигнализирует компьютеру каждый раз, когда меняется топливная смесь, что постоянно.

Компьютер поддерживает сбалансированную топливную смесь, выполняя действия, противоположные показаниям датчика O2. Если датчик O2 считывает обогащенный (слишком много топлива), компьютер сокращает время включения каждого импульса форсунки, чтобы уменьшить количество впрыскиваемого в двигатель топлива.Это делает смесь постной. Как только датчик O2 обнаруживает это и дает скудные показания (недостаточно топлива), компьютер реагирует и увеличивает время включения каждого импульса инжектора, чтобы добавить больше топлива. Этот возвратный баланс создает среднюю смесь, которая очень близка к идеальной. Это «контур управления с обратной связью по топливу», который позволяет современным автомобилям поддерживать чрезвычайно низкий уровень выбросов, а датчик O2 является ключевым датчиком в этом контуре.

Компьютер использует и другие входы датчиков, например, от датчика охлаждающей жидкости, датчика положения дроссельной заслонки, датчика абсолютного давления в коллекторе, датчика воздушного потока и т. Д.для дальнейшей доработки воздушной / топливной радиостанции по мере необходимости с учетом меняющихся условий эксплуатации Но датчик O2 обеспечивает основной вход, который определяет, что происходит с топливной смесью. Так что, если датчик O2 не читает правильно, он все испортил.

Как правило, неисправный датчик O2 будет показывать низкий уровень (бедный), что приводит к тому, что двигатель работает слишком интенсивно, загрязняет слишком много и использует слишком много газа. Низкие показания могут быть вызваны несколькими причинами: старостью, загрязнением, плохим проводным соединением или проблемой зажигания или сжатия в двигателе.

Датчик старения кислорода

С возрастом датчик O2 реагирует не так быстро, как раньше. Увеличенное время задержки замедляет работу датчика и не позволяет двигателю удерживать топливно-воздушную смесь в равновесии. Если в двигателе сгорает масло или возникает внутренняя утечка охлаждающей жидкости, чувствительный элемент может загрязниться, что приведет к выходу датчика из строя. Еще тогда, когда этилированный бензин был еще в наличии, одна цистерна с этилированным топливом убила бы большинство датчиков O2 за несколько сотен миль.

Поскольку датчик реагирует на кислород в выхлопных газах, а не на топливо, любая проблема с двигателем, которая позволяет несгоревшему воздуху проходить через цилиндры, также приводит к тому, что датчик O2 приводит к снижению давления. Неисправная свеча зажигания или негерметичный выпускной клапан или даже утечка в прокладке выпускного коллектора может позволить достаточному количеству воздуха в выхлопе испортить показания датчика. Пропуски зажигания не повредят датчик O2, но создадут условия для работы, которые повреждают выбросы и экономию топлива.


Кислородный датчик Рабочая температура

Что еще нужно знать о датчиках O2, так это то, что они должны быть горячими (от 617 до 662 градусов F), чтобы генерировать сигнал напряжения.Нагревание датчика может занять несколько минут, поэтому большинство датчиков O2 в более новых автомобилях имеют встроенную электрическую нагревательную схему, чтобы максимально быстро нагреть датчик до температуры. Обычно это трехпроводные и четырехпроводные датчики O2. Одно- и двухпроводные датчики O2 не нагреваются.

Если цепь обогревателя выходит из строя, это не повлияет на работу датчика O2 после того, как выхлоп нагреется, но задержит переход компьютера в замкнутый контур, что может привести к тому, что автомобиль не пройдёт проверку на выбросы.

Диагностика кислородного датчика

Датчики O2 можно диагностировать различными способами, большинство из которых требуют специального оборудования. Сканирующий инструмент или устройство для считывания кодов требуется для извлечения кодов неисправностей из большинства новых автомобилей, хотя для более старых автомобилей доступны ручные «флэш-коды» (до 1995 года). Если подозревается проблема с датчиком O2, реакцию датчика и выходное напряжение можно отслеживать с помощью диагностического прибора, вольтметра или цифрового осциллографа. Если тесты подтвердили, что датчик O2 мертв или вялый, замена является единственным вариантом ремонта.Не существует способа «очистить» или «омолодить» плохой датчик O2.

Примечание. Сменные датчики должны быть того же базового типа, что и исходные (с подогревом или без подогрева) и иметь такие же рабочие характеристики и требования к мощности обогревателя. Установка неправильного датчика O2 может повлиять на производительность двигателя и, возможно, повредить цепь управления нагревателем в компьютере двигателя. Поэтому убедитесь, что вы следуете спискам замены поставщика датчика O2.

Не ходи по внешности одна.Некоторые запасные датчики O2 имеют проводное соединение OEM-типа и не требуют никаких модификаций для установки. Другие (как правило, «датчики O2 универсального типа») требуют соединения проводов датчика с оригинальным жгутом разъема.

Когда заменить кислородные датчики

Для поддержания максимальной производительности двигателя нет необходимости ждать, пока датчик не сможет заменить его. В настоящее время некоторые специалисты рекомендуют заменять датчики O2 через определенные интервалы пробега для профилактического обслуживания.Рекомендуемый интервал для более старых транспортных средств (с 1976 до начала 1990-х годов) с одно- или двухпроводными датчиками O2 - это замена датчиков O2 с интервалами в 50 000 миль для достижения наилучших результатов. Подогреваемые трех- и четырехпроводные датчики O2 в приложениях середины 1980-х и середины 1990-х годов можно менять через каждые 60 000 миль. А в 1996 году и более новых автомобилях OBD ​​II рекомендуемый интервал замены составляет 100 000 миль.

Дело в том, что большинство автомобилистов НИКОГДА не заменяют свои датчики O2, если не возникает проблема и не загорается индикатор Check Engine.Чего они не понимают, так это того, что датчики O2 влияют на выбросы и экономию топлива, и их транспортное средство может работать чище и эффективнее, если они заменят свои датчики старения новыми.

Типы кислородных датчиков

Все наиболее распространенные блоки O2 циркониевого типа работают одинаково, но есть также датчики O2 на диоксиде титана и «широкополосные» датчики O2. Датчики O2 без подогрева циркония - самый старый тип. У них один или два провода, и после холодного старта генерация сигнала занимает несколько минут, потому что для достижения нормальной рабочей температуры они полагаются исключительно на тепло от выхлопа.Следовательно, датчик холостого хода может остыть на холостом ходу и перестать выдавать сигнал, заставляющий систему управления двигателем вернуться в режим «разомкнутого контура» (фиксированная настройка соотношения воздух / топливо).

В 1982 году появились датчики O2 с подогревом диоксида циркония, которые добавили специальный контур нагревателя внутри датчика, чтобы быстрее довести его до рабочей температуры (за 30–60 секунд). Это позволяет двигателю быстрее войти в замкнутый контур, что снижает выбросы при холодном запуске. Это также предотвращает охлаждение датчика на холостом ходу.Нагревателю требуется отдельная электрическая цепь для подачи напряжения, поэтому обогреваемые датчики обычно имеют три или четыре провода.

Датчики Titania O2 используют керамику другого типа и генерируют сигнал другого типа, чем датчики O2 циркониевого типа. Вместо того, чтобы генерировать сигнал напряжения, который изменяется в зависимости от соотношения воздух / топливо, сопротивление датчика изменяется и уменьшается от низкого (менее 1000 Ом), когда соотношение воздух / топливо богато, до высокого (более 20000 Ом), когда воздух / топливо соотношение худое.Точка переключения происходит прямо при идеальном или стехиометрическом соотношении воздух / топливо. Компьютер двигателя подает базовые опорное напряжение (1 вольты или 5 вольт, в зависимости от приложения), а затем считывает изменение напряжения обратного датчика как изменения сопротивления датчика. Датчики Titania O2 используются только в нескольких приложениях, включая некоторые старые модели Nissan, а также модели Jeep Cherokee, Wrangler и Eagle Summit 1987–1990 годов.

В 1997 году некоторые производители автомобилей начали использовать новый тип датчика O2.Планарный датчик O2 с подогревом имеет плоский керамический циркониевый элемент, а не наперсток. Электроды, проводящий слой керамики, изоляция и нагреватель все ламинированы вместе на одной полосе. Новый дизайн работает так же, как циркониевые датчики наперстка, но «толстопленочная» конструкция делает его меньше, легче и более устойчивым к загрязнению. Новый нагревательный элемент также потребляет меньше электроэнергии и нагревает датчик до рабочей температуры всего за 10 секунд.

В большинстве автомобилей позднего режима используется широкополосный датчик O2, также называемый датчиком воздуха / топлива, который похож на планарную конструкцию, но выдает сигнал более высокого напряжения, который изменяется прямо пропорционально отношению воздуха / топлива (вместо переключения назад и далее как другие типы датчиков O2).Широкополосные датчики кислорода (датчики воздуха / топлива) могут считывать более широкий спектр смесей воздуха / топлива, чем датчик O2 более старого типа. Это позволяет компьютеру двигателя использовать совершенно другую рабочую стратегию для управления соотношением воздух / топливо. Вместо того, чтобы переключать соотношение воздух / топливо от богатого к обедненному для создания средней сбалансированной смеси, он может просто добавлять или вычитать топливо по мере необходимости, чтобы поддерживать устойчивое соотношение 14,7: 1.




Статьи по теме:

Воздушные / топливные датчики

Общие сведения о кислородных (O2) датчиках

Расположение кислородных датчиков

Общее представление о OBD II Проблемы с управляемостью и выбросами

Устранение неполадок в выбросах

Все о бортовой диагностике II (OBD II)

Каталитические преобразователи

Здесь можно просмотреть

См. Другие технические статьи Carley Automotive

.

Как работают датчики Холла

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 31 мая 2019 года.

Измерять электричество очень просто - мы все знакомы с электрическими устройствами, такими как вольт, усилитель и ватт (и большинство из нас видели счетчики с подвижной катушкой в той или иной форме). Измерение магнетизма немного сложнее. Спросить больше всего люди, как измерить напряженность магнитного поля (невидимое область магнетизма, простирающаяся вокруг магнита) или единицы в какая напряженность поля измеряется (веберы или тесла, в зависимости от того, как Вы измеряете), и они не будут иметь понятия.

Но есть простой способ измерить магнетизм с помощью устройства называется датчик Холла или зонд, который использует умный бит наука, открытая в 1879 году американским физиком Эдвин Х. Холл (1855-1938). Работа Холла была гениальной и опередила на годы - на 20 лет до открытия электрона, и никто по-настоящему не знал, что с ним делать, до тех пор, пока спустя десятилетия не стали лучше понимать полупроводниковые материалы, такие как кремний. В эти дни Эдвин Холл был бы в восторге чтобы найти названные в его честь датчики используются во всех виды интересных способов.Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: магнитное испытательное оборудование, используемое для изучения эффекта Холла. Фото любезно предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией и Министерством энергетики США (DOE).

Что такое эффект Холла?

Работая вместе, электричество и магнетизм могут заставить вещи двигаться: электродвигатели, громкоговорители и наушники - это лишь некоторые из незаменимых современные гаджеты, которые функционируют таким образом. Отправить колеблющийся электрический ток через катушку медного провода и (хотя вы не можете видеть это происходит) вы создадите временное магнитное поле вокруг катушки слишком.Поместите катушку рядом с большим постоянным магнитом и временным магнитное поле, создаваемое катушкой, будет либо притягивать, либо отталкивать магнитное поле от постоянного магнита. Если катушка свободна двигаться, он будет делать это - либо к постоянному магниту, либо от него. В электродвигатель, катушка настроена так, что она может вращаться на месте и поверните колесо; в динамиках и наушники, катушка приклеена на кусок бумага, пластик или ткань, которая движется вперед и назад к выкачать звук.

Фото: вы не можете видеть магнитное поле, но вы можете измерить его с помощью эффекта Холла.фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

Что, если вы поместите кусок проводника с током в магнитное поле и провод не может двигаться? То, что мы называем электричеством, - это, как правило, поток заряженные частицы через кристаллические (обычные, твердые) материалы (либо отрицательно заряженные электроны, изнутри атомов, либо иногда положительно заряженные «дыры» - промежутки, где должны находиться электроны). Вообще говоря, если вы подключите кусок проводящего материала к батарее, электроны пройдут через плиту по прямой линии.Как движущиеся электрические заряды, они также будут создавать магнитное поле. Если вы поместите плиту между полюса постоянного магнита, электроны будут отклоняться в изогнутый путь, как они движутся через материал, потому что их собственный Магнитное поле будет взаимодействовать с полем постоянного магнита. (Для записи, вещь, которая заставляет их отклоняться, называется Сила Лоренца, но нам не нужно вдаваться во все детали здесь.) Это означает, что одна сторона материала будет видеть больше электронов, чем другой, поэтому разность потенциалов (напряжение) появится через материал под прямым углом к ​​магнитному полю от постоянный магнит и поток тока.Это то, что физики называют эффектом Холла. Чем больше магнитное поле, тем больше отклоняются электроны; чем больше ток, чем больше электронов нужно отклонить. В любом случае, чем больше Разность потенциалов (известная как напряжение Холла) будет. В других Словом, напряжение Холла пропорционально по размеру как электрическому ток и магнитное поле. Все это имеет больше смысла в наша маленькая анимация, ниже.

Как работает эффект Холла?

  1. Когда электрический ток течет через материал, электроны (показанные здесь как синие капли) движутся через него в значительной степени по прямой линии.
  2. Поместите материал в магнитное поле, и электроны внутри него тоже окажутся в поле. Сила действует на них (сила Лоренца) и заставляет их отклоняться от их прямого пути.
  3. Теперь, глядя сверху, электроны в этом примере будут изгибаться, как показано: с их точки зрения, слева направо. С большим количеством электронов на правой стороне материала (внизу на этом рисунке), чем на левом (вверху на этом рисунке), будет разница в потенциале (напряжение) между двумя сторонами, как показано зеленым линия со стрелкойРазмер этого напряжения прямо пропорционален величине электрического тока и напряженности магнитного поля.

Куда они идут?

Как вы выясните, в каком направлении будут двигаться электроны? Вы можете определить направление силы Лоренца с помощью правила левой руки Флеминга (если вы исправляете обычный ток) или его правила правой руки (если вы этого не делаете).

Работа: заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле, испытывают силу (силу Лоренца), которая меняет свое направление, вызывая эффект Холла.Вы можете использовать правило левой руки Флеминга (правило двигателя), чтобы выяснить направление силы, если вы помните, что правило применяется к обычному току (потоку положительных зарядов), и поле течет с севера на юг. В этом примере, если у нас есть поток электронов на страницу, обычный ток течет из страницы (так что это направление, в котором должен указывать ваш второй палец). Если поле течет слева направо (первый палец), наш большой палец говорит нам, что электроны будут двигаться вверх.

Использование эффекта Холла

Вы можете обнаружить и измерить все виды вещей с помощью эффекта Холла, используя то, что известно в качестве датчика Холла или датчика. Эти термины иногда используются взаимозаменяемы, но, строго говоря, относятся к разным вещам:

  • Датчики Холла простые, недорогие, электронные чипы, которые используются во всех видах широко доступных гаджетов и продуктов.
  • Зонд с эффектом Холла - более дорогие и сложные инструменты в научных лабораториях для таких вещей, как измерение напряженности магнитного поля с очень высокой точностью.


Фото: 1) Типичный кремниевый датчик Холла. Это выглядит очень похоже на транзистор - неудивительно, так как он сделан подобным образом. Фото объяснено thatstuff.com. 2) Зонд с эффектом Холла, используемый НАСА в середине 1960-х годов. Фото любезно предоставлено Исследовательский центр Гленна НАСА (NASA-GRC).

Обычно изготавливаются из полупроводников (такие материалы, как кремний и германий), эффект Холла датчики работают путем измерения напряжения Холла на двух их гранях когда вы помещаете их в магнитное поле.Некоторые датчики Холла упакованы в удобные чипы со схемой управления и могут быть подключен непосредственно к большим электронным схемам. Самый простой способ использование одного из этих устройств для определения положения чего-либо. Для Например, вы можете разместить датчик Холла на дверной раме и магнит на двери, поэтому датчик определяет, открыта ли дверь или закрыта от наличия магнитного поля. Такое устройство называется датчик приближения. Конечно, вы можете сделать ту же работу так же легко, как с магнитным герконом (нет общего правила относительно того, герконы старого образца или современные датчики с эффектом Холла лучше зависит от приложения).В отличие от герконов, которые являются механическими и полагаются на контакты двигаясь в магнитном поле, датчики Холла полностью электронные и не имеют движущихся частей, поэтому (теоретически, по крайней мере) они должны быть более надежными. Одна вещь, которую вы не можете сделать с помощью герконов, - это определить степень «единства» - силы магнетизма - потому что геркон включен или выключен. Вот что делает датчик Холла таким полезным.


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.