Эффект Холла. МГД генератор (магнитогидродинамический)

Эффект Холла(1880г) есть возникновение поперечной разности потенциалов в металле или полупроводнике по которым проходит электрический ток и при помещении их в магнитное поле перпендикулярное к направлению тока. Эффект Холла объясняется действием силы Лоренца на носителе тока в проводнике или полупроводнике и позволяет судить о знаке заряда – носителе тока.

+ На верхнем срезе проводника появляются отрицательные

заряды, на нижнем положительные. Если носители тока –

d положительные заряды, то срезы проводника зарядятся

q о обратным образом. Найдем при этом разность

- потенциалов ∆φ. Т.к. перпендикулярен и В перп. I,

I то сила Лоренца F_л=qυB. С другой стороны заряды скопившиеся на верхнем и нижнем слое проводника создадут эл-ское поле с напряжением Е и сила со стороны этого поля F_э=qE. Стационарное распределение F_л=F_э => qυB=qE => υB=E.

С другой стороны скорость υ: j=qn₀υ => υ=j/qn₀, E=∆φ/d, тогда jB/qn₀=∆φ/d, тогда φ=jBd/qn₀, где 1/qn₀ – постоянная Холла = R => ∆φ=RjBd. Изменяя разность потенциалов ∆φ можно определить постоянную Холла R и таким образом определить знак зарядов. В металлах носителем тока являются свободные электроны, но есть исключение: в цинке и кадмии носители заряда(тока) имеют положительный заряд(q>0).

Действие МГД - генератора основано так же на использовании силы Лоренца.

Схема МГД – генератора: Р=100МВт , КПД 70%, напряжение ~ 1000В

R

-

плазма

- q

+

камера сгорания сопло

В камере сгор при выс темп образ плазма, кот истекает через сопло, помещ в попер магн поле , при этом электроны и ионы сильно ускоряются при прохождении сопло, на эти заряды действ сила Лоренца. Происходит разделение зарядов.