Adiabatic منفی اور مثبت ہال اثر

مقناطیسی میدان میں رکھے ہوئے کرنٹ لے جانے والے تار میں، ایک وولٹیج کو برقی رو اور مقناطیسی میدان کی سمتوں کے لیے کھڑا سمت میں شامل کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے وولٹیج کے ظاہر ہونے کے رجحان کو ہال اثر کہا جاتا ہے، اور حوصلہ افزائی وولٹیج خود ہال وولٹیج کہلاتا ہے۔

1879 میں امریکی ماہر طبیعیات ایڈون ہال (1855-1938) نے اپنے مقالے پر کام کرتے ہوئے ایک دلچسپ اثر دریافت کیا۔ اس نے سونے کی ایک پتلی پلیٹ لی جس میں براہ راست کرنٹ چل رہا تھا اور اسے ایک مقناطیسی میدان میں رکھ دیا جو پلیٹ کے جہاز پر کھڑا تھا۔ اس صورت میں، پلیٹ کے کناروں کے درمیان ایک اضافی برقی میدان نمودار ہوا۔ بعد میں، اس رجحان کو دریافت کرنے والے کے نام سے منسوب کیا گیا تھا. ہال اثر نے وسیع اطلاق پایا ہے: اس کا استعمال مقناطیسی میدان (ہال سینسر) کی شمولیت کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے، اور ساتھ ہی ترسیلی مواد کی طبعی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے (ہال اثر کا استعمال کرتے ہوئے، کوئی بھی موجودہ کیریئرز کی حراستی کا حساب لگا سکتا ہے اور ان کی نشانی)۔

ہال کرنٹ ایفیکٹ سینسر ماڈیول ACS712 5A

الیکٹرک کرنٹ کیریئرز کی دو قسمیں ہیں - مثبت کیریئرز ایک سمت میں حرکت کرتے ہیں اور منفی کیریئرز مخالف سمت میں حرکت کرتے ہیں۔

مقناطیسی میدان کے ذریعے ایک خاص سمت میں حرکت کرنے والے منفی کیریئرز ایک ایسی قوت کا تجربہ کرتے ہیں جو ان کی حرکت کو سیدھے راستے سے ہٹاتی ہے۔ ایک ہی مقناطیسی میدان کے ذریعے مخالف سمت میں سفر کرنے والے مثبت کیریئرز منفی کیریئرز کی طرح ایک ہی سمت میں موڑ جاتے ہیں۔

کنڈکٹر کے ایک ہی طرف لورینٹز فورسز کے زیر اثر تمام موجودہ کیریئرز کے اس طرح کے انحراف کے نتیجے میں، ایک کیریئر آبادی کا میلان قائم ہوتا ہے، اور کنڈکٹر کے ایک طرف کیریئرز کی تعداد فی یونٹ حجم سے زیادہ ہوگی۔ دوسرے پر.

نیچے دی گئی تصویر اس عمل کے مجموعی نتیجہ کو واضح کرتی ہے جب دو قسم کے کیریئرز کی تعداد برابر ہوتی ہے۔

یہاں، دو قسم کے کیریئرز کے ذریعہ پیدا ہونے والے ممکنہ میلان ایک دوسرے کے خلاف ہیں، تاکہ باہر سے مشاہدہ کرنے پر ان کے اثر و رسوخ کا پتہ نہ چل سکے۔ اگر ایک قسم کے کیریئرز دوسری قسم کے کیریئرز سے زیادہ ہیں، تو کیریئر آبادی کا میلان ہال گریڈینٹ پوٹینشل پیدا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں تار پر لاگو ہال وولٹیج کا پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

Adiabatic منفی ہال اثر. اگر صرف الیکٹران چارج کیریئرز ہیں، تو درجہ حرارت کا میلان اور الیکٹرک پوٹینشل گریڈینٹ پوائنٹ مخالف سمتوں میں۔

Adiabatic ہال اثر. اگر صرف سوراخ چارج کیریئرز ہیں، تو درجہ حرارت کا میلان اور برقی ممکنہ میلان نقطہ ایک ہی سمت میں

اگر ہال وولٹیج کے زیر اثر تار کے ذریعے کرنٹ ناممکن ہے، تو درمیان لورینٹز فورسز کی طرف سے اور ہال کے ذریعے وولٹیج کا توازن قائم ہوتا ہے۔

اس صورت میں، لورینٹز قوتیں تار کے ساتھ ساتھ ایک کیریئر آبادی کا میلان پیدا کرتی ہیں، جبکہ ہال وولٹیج تار کے حجم میں آبادی کی یکساں تقسیم کو بحال کرتا ہے۔

ہال الیکٹرک فیلڈ کی طاقت (وولٹیج فی یونٹ کی موٹائی) d کرنٹ اور مقناطیسی فیلڈ کی سمتوں کے لیے سیدھے سیدھے درج ذیل فارمولے سے طے کی جاتی ہے:

Fz = KzVJ،

جہاں K.z — ہال گتانک (اس کی نشانی اور مطلق قدر مخصوص حالات کے لحاظ سے نمایاں طور پر مختلف ہو سکتی ہے)؛ B — مقناطیسی انڈکشن اور J کنڈکٹر میں بہنے والے کرنٹ کی کثافت ہے (کنڈکٹر کے کراس سیکشنل ایریا کے فی یونٹ کرنٹ کی قدر)۔

اعداد و شمار مواد کی ایک شیٹ دکھاتا ہے جو ایک مضبوط کرنٹ i چلاتا ہے جب اس کے سرے بیٹری سے جڑے ہوتے ہیں۔ اگر ہم مخالف سمتوں کے درمیان ممکنہ فرق کی پیمائش کرتے ہیں، تو یہ ہمیں صفر دے گا، جیسا کہ بائیں طرف کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ صورتحال تبدیل ہوتی ہے جب مقناطیسی فیلڈ B کو شیٹ میں کرنٹ پر کھڑا کیا جاتا ہے، ہم دیکھیں گے کہ مخالف اطراف کے درمیان V3 ایک بہت ہی چھوٹا ممکنہ فرق ظاہر ہوتا ہے جیسا کہ دائیں طرف کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

اصطلاح «adiabatic» ان حالات کو بیان کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے جہاں زیر غور نظام میں باہر سے گرمی کا بہاؤ نہ ہو۔

تار کے دونوں طرف موصلی مواد کی تہیں ہوتی ہیں تاکہ ٹرانسورس سمت میں حرارت اور کرنٹ کے بہاؤ کو روکا جا سکے۔

چونکہ ہال وولٹیج کیریئرز کی غیر مساوی تقسیم پر منحصر ہے، اس لیے اسے جسم کے اندر صرف اسی صورت میں برقرار رکھا جا سکتا ہے جب جسم کو کسی بیرونی ذریعہ سے توانائی فراہم کی جائے۔یہ توانائی ایک برقی میدان سے آتی ہے جو مادہ میں ابتدائی کرنٹ پیدا کرتی ہے۔ گیلوانو میگنیٹک مادے میں دو ممکنہ میلان قائم ہوتے ہیں۔

ابتدائی ممکنہ میلان کو مادہ کی مزاحمت سے ضرب ہونے والے ابتدائی موجودہ کثافت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، اور ہال پوٹینشل گریڈینٹ کو ابتدائی موجودہ کثافت کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جو ہال کوفیشینٹ سے ضرب کیا جاتا ہے۔

چونکہ یہ دونوں میلان ایک دوسرے سے کھڑے ہیں، اس لیے ہم ان کے ویکٹر کے مجموعے پر غور کر سکتے ہیں، جس کی سمت اصل کرنٹ کی سمت سے کسی زاویے سے ہٹ جائے گی۔

یہ زاویہ، جس کی قدر کرنٹ کی سمت میں مبنی برقی میدان کی قوتوں اور کرنٹ کی سمت میں پیدا ہونے والے برقی میدان کے تناسب سے طے کی جاتی ہے، کو ہال زاویہ کہتے ہیں۔ یہ کرنٹ کی سمت کے حوالے سے مثبت یا منفی ہو سکتا ہے، اس پر منحصر ہے کہ کون سے کیریئر غالب ہیں — مثبت یا منفی۔

ہال اثر قربت سینسر

ہال کا اثر غالب نمکیات والے کیریئر کے اثر و رسوخ کے طریقہ کار پر مبنی ہے، جس کا انحصار کرنے والے مادے کی عمومی جسمانی خصوصیات پر ہوتا ہے۔ دھاتوں اور این قسم کے سیمی کنڈکٹرز کے لیے، الیکٹران کیریئرز ہیں، پی قسم کے سیمی کنڈکٹرز کے لیے - سوراخ۔

کرنٹ لے جانے والے چارجز تار کے اسی طرف منحرف ہوتے ہیں جیسے الیکٹران۔ اگر سوراخ اور الیکٹران کا ارتکاز یکساں ہے تو وہ دو مخالف ہال وولٹیج پیدا کرتے ہیں۔ اگر ان کا ارتکاز مختلف ہے، تو ان دو ہال وولٹیجز میں سے ایک غالب ہے اور اس کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔

مثبت کیریئرز کے لیے، Lorentz فورسز کے زیر اثر کیریئر کے انحراف کا مقابلہ کرنے کے لیے درکار ہال وولٹیج منفی کیریئرز کے لیے متعلقہ وولٹیج کے مخالف ہے۔ این قسم کی دھاتوں اور سیمی کنڈکٹرز میں، یہ وولٹیج بیرونی فیلڈ یا درجہ حرارت میں تبدیلی کے وقت نشانی بھی بدل سکتا ہے۔

ہال سینسر ایک الیکٹرانک ڈیوائس ہے جسے ہال کے اثر کا پتہ لگانے اور اس کے نتائج کو ڈیٹا میں تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ ڈیٹا سرکٹس کو آن اور آف کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، کمپیوٹر کے ذریعے اس پر کارروائی کی جا سکتی ہے، اور ڈیوائس بنانے والے اور سافٹ ویئر کے ذریعے فراہم کردہ مختلف اثرات پیدا کر سکتے ہیں۔

عملی طور پر، ہال سینسرز سادہ، سستے مائیکرو سرکٹس ہیں جو مقناطیسی فیلڈز کو متغیرات کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کرتے ہیں جیسے کہ میکانیکی نظام کے نقطہ نظر، رفتار، یا نقل مکانی۔

ہال کے سینسر غیر رابطہ ہیں، جس کا مطلب ہے کہ انہیں کسی بھی جسمانی عناصر کے ساتھ رابطے میں آنے کی ضرورت نہیں ہے۔ وہ اپنے ڈیزائن اور مقصد کے لحاظ سے ڈیجیٹل یا اینالاگ سگنل پیدا کر سکتے ہیں۔

ہال ایفیکٹ سینسر سیل فونز، جی پی ایس ڈیوائسز، کمپاسز، ہارڈ ڈرائیوز، برش لیس موٹرز، فیکٹری اسمبلی لائنز، آٹوموبائلز، میڈیکل ڈیوائسز، اور بہت سے انٹرنیٹ آف تھنگز گیجٹس میں مل سکتے ہیں۔

ہال اثر کی درخواست: ہال کے سینسر اور مقناطیسی مقداروں کی پیمائش