Experimentos con un sensor de efecto hall

Experimentos con un sensor de efecto Hall
Javier I. Atorino1, Luciano P. Bortolín1, Ezequiel Rodríguez1, Rubén O. Farías1 y Eduardo E. Rodríguez1, 2
Departamento de Física, Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Favaloro, Av. Belgrano 1723, C1093AAR, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina 2 Instituto de Industria, Universidad Nacional de General Sarmiento, JuanM. Gutiérrez 1150, CP B1613GSV, Los Polvorines, Buenos Aires, Argentina E-mail: erodrigu@ungs.edu.ar (Recibido el 17 de Junio de 2009; aceptado el 31 de Agosto de 2009)
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Resumen
Presentamos algunos proyectos experimentales que pueden realizarse usando un sensor de efecto Hall. Describimos los detalles constructivos del dispositivo experimental, su prueba y calibración. Con el sensoranalizamos la dependencia espacial del campo magnético de espiras y comparamos los resultados con los que se calculan con la ley de Biot-Savart. También usamos el sensor para obtener experimentalmente una medida de la integral de línea del campo magnético a lo largo de un camino cerrado, y comparamos los valores medidos con la formulación de la ley de Ampere. Este estudio puede hacerse tanto para camposproducidos por corrientes de conducción (caso de bobinas) como de corrientes de magnetización (caso de un imán permanente). Los experimentos con un imán permanente requieren del modelado del imán y ayudan a comprender el concepto de corriente de magnetización. Todos estos experimentos pueden ser realizados con elementos disponibles en un laboratorio de enseñanza y a un costo mínimo. Palabras clave:Efecto Hall, Leyes de Ampere y Biot-Savart, corriente de magnetización

Abstract
We report several experimental projects that can be made by using a Hall probe. We describe details of the construction of the experimental device, testing and calibration. By using the sensor we measure the spatial dependence of the magnetic field produced by coils and the results are compared with those providedby the BiotSavart law. We also use the Hall probe to experimentally obtain a measure of the line integral of the magnetic field along a closed path and the results are compared with that predicted by the formulation of the Ampere law. This study can be made both for magnetic fields produced by conduction currents (with coils) and magnetization currents (case of a permanent magnet). The experimentswith the permanent magnet require modeling and help to understand the concept of the magnetization current. All these experiments can be performed in the basic laboratory with available equipment and at a minimum cost. Keywords: Hall effect, Biot-Savart and Ampere laws, magnetization current PACS: 01.50.Pa, 41.20.Gz, 07.55.Ge. ISSN 1870-9095

I. INTRODUCCIÓN
El efecto Hall fue descubierto porEdwin H. Hall en 1879 mientras cursaba el último año en la universidad. [1] Este efecto consiste en la aparición de un campo eléctrico transversal al sentido de la corriente que circula por una muestra conductora cuando ésta se encuentra en un campo magnético. Los experimentos de Hall mostraron que los portadores de cargas eran partículas cargadas negativamente, hecho de gran relevancia en suépoca ya que los electrones no serían descubiertos hasta más de diez años después. Un experimento Hall sirve hoy en día para determinar el signo de los portadores de cargas de los distintos materiales.
Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 3, No. 3, Sept. 2009 606

Un sensor de efecto Hall se vale del efecto Hall para la medición de campos magnéticos o corrientes. Si por un sensor Hall circula corriente y selo coloca en un campo magnético, aparece un voltaje proporcional al producto entre la corriente y la intensidad de la componente normal del campo magnético respecto del sensor. Si se conoce el valor de la corriente, se puede calcular la intensidad del campo magnético. A la vez, si se crea un campo magnético por medio de una corriente que circula por una bobina o un conductor, se puede...