Page 25 - المجالات المغناطيسية

‫مج�س مفيد ط ّور المهندسون مج ًّسا يعمل وفق تأثير هول‪ .‬وتحتوي‬ ‫ت�أثير هول ‪The Hall Effect‬‬
‫هذه الأجهزة الصغيرة البلاستيكية والسوداء على طبقة رقيقة من‬
‫الســليكون مع أســاك موصولة بها‪ ،‬كما في الرسم التخطيطي‪.‬‬ ‫بع���ض الأ�ش��ياء الب�س��يطة ومنها انحراف الجسيمات المشحونة‬
‫وترتبط أسلاك فولتية هول بمضخم صغير بحيث يمكن لأجهزة‬ ‫بواســطة المجالات المغناطيسية قادت إلى ثورة في كيفية قياس‬
‫حركة الأشياء‪ ،‬ومنها دواليب الدراجة الهوائية‪ ،‬وحركة عمود‬
‫أخرى أن تكتشفها وتستشعرها‪.‬‬ ‫الكرنك في الســيارة؛ فجميعها تبدأ عند مرور تيار كهربائي‬
‫إذا تحــرك مغناطيس دائم بالقرب من المجــس الذي يعمل وفق‬
‫تأثير هول فسوف تزداد الفولتية الخارجة من المضخم‪ ،‬لذا يمكن‬ ‫خلال موصل عريض ومسطح في وجود مجال مغناطيسي‪.‬‬

‫استخدام هذا المجس للكشف عن مدى قرب المغناطيس‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫‪+‬‬
‫‪-‬‬

‫‪‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪‬‬ ‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬ ‫‪+‬‬
‫‪‬‬ ‫‪-‬‬

‫‪‬‬

‫ي���ؤدي المج��ال المغناطي�س��ي �إلى مزي��د من انح��راف الإلكترون��ات نحو حافة‬
‫ال�شريط الرقيق‪ .‬وهذا يولد ما ي�سمى فولتية هول‪.‬‬

‫‪‬‬ ‫تكون خطوط القــوى للمجال المغناطيسي متعامدة مع ســطح‬
‫الشريط العريض‪ ،‬وهذا يجعــل الإلكترونات المتدفقة تتر ّكز عند‬
‫ي�ستخدم المج�س الذي يعمل وفق ت�أثير هول في مقيا�س‬ ‫جانب واحد مــن الشريط‪ .‬وهذا يــؤدي إلى أن تنتج فولتية بين‬
‫�سرعة الدراجة الهوائية لقيا�س �سرعتها‪.‬‬ ‫طرفي عرض الشريط تســمى فولتية هــول‪ ،‬يعتمد مقدارها على‬

‫تطبيقات يومي��ة يستخدم مقياس السرعة في الدراجة الهوائية‬ ‫شدة المجال المغناطيسي‪.‬‬
‫مغناطي ًســا دائ ًم ُيربط مع الــدولاب الأمامي‪ .‬وفي كل دورة‬
‫للدولاب يقترب المغناطيس مــن المجس‪ .‬وتحصى النبضات‬ ‫اكتشــف العالم إدوين هــول هذا التأثير عــام ‪1879‬م‪ .‬وفي‬
‫الناتجة‪ ،‬كما يتم حساب زمنها‪ .‬و ُتستخدم هذه المجسات أي ًضا‬ ‫الآونة الأخيرة فقط اكتشفت الأهمية العلمية والصناعية لهذه‬
‫في توقيت إنتاج الشرارة في محركات السيارات؛ فعندما يتحرك‬ ‫الظاهرة؛ لأن فولتية هول في الأشرطة الفلزية التقليدية كانت‬
‫المغناطيس المثبت على عمود الكرنك بالقرب من المجس تنتج‬ ‫صغيرة‪ .‬أما الآن فالطبقات الرقيقة ج ًّدا من الســليكون شبه‬

‫نبضة جهد‪ ،‬فيطلق نظام الإشعال فو ًرا شرارة الاشتعال‪.‬‬ ‫الموصل تنتج فولتية هول كبيرة ولا يستهان بها‪.‬‬

‫التو�سع‬ ‫يمكن استخدام تأثير هول للكشف عن موصلية أنواع مختلفة‬

‫ ‪. 1‬حل��ل لماذا يوضــع قط َبا فولتية هــول بحيث يكونان‬ ‫من المواد؛ حيث تز ِّودنا إشــارة فولتية تأثير هول بمعلومات‬
‫متقابلــن؟ ومــاذا يحــدث إذا لم يوضعــا كذلك؟‬ ‫عن إشــارة الشــحنة المتحركــة‪ ،‬ويز ِّودنا مقــدار الفولتية‬
‫ ‪. 2‬التفكير الناقد هل يمكن لمجال مغناطيسي قوي يؤثر‬
‫في شريط فلــزي موصل أن يغير مــن مقاومة ذلك‬ ‫بمعلومات عن مقدار كثافة الشحنة وسرعتها‪.‬‬

‫الشريط بسبب تأثير هول؟‬

‫‪32‬‬