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Sondas Hall

Los dispositivos que pueden utilizarse para medir campos magnéticos se denominan sondas Hall o sensores Hall. Se basan en el llamado efecto Hall, que el físico estadounidense Edwin Herbert Hall pudo demostrar por primera vez en 1879. Este descubrimiento se considera un hito pionero en el campo de la investigación de las propiedades eléctricas de los metales.

¿Qué significa el efecto Hall?

Cuando un conductor de corriente se encuentra en un campo magnético, se produce el llamado efecto Hall. Esto crea una tensión eléctrica perpendicular a la dirección del flujo de corriente y del campo magnético.
Esta tensión Hall se calcula a partir de la corriente I, la densidad de flujo magnético B, el espesor de la muestra semiconductora d y la denominada constante Hall :

: es una constante del material y se expresa en metros cúbicos por culombio. Se deriva de la intensidad del campo eléctrico E_y, la densidad de corriente eléctrica j_x y la densidad de flujo magnético:

Los electrones son desviados por la fuerza de Lorentz, creando un exceso de electrones en un lado del conductor y una deficiencia de electrones en el otro lado. Esta separación de carga crea un campo eléctrico (voltaje Hall) que actúa en contra de la fuerza de Lorentz e incluso puede compensarla. El voltaje Hall resultante cambia inmediatamente dependiendo de los cambios en la corriente y el campo magnético.

El efecto Hall es esencial para comprender cómo funcionan las sondas Hall.

¿Cómo funcionan las sondas Hall?

Las sondas Hall suelen construirse con finas capas semiconductoras cristalinas provistas de cuatro electrodos. La corriente se introduce a través de dos electrodos opuestos. Los electrodos ortogonales registran la tensión Hall.

Para utilizar la sonda Hall portadora de corriente, se inserta en un campo magnético perpendicular. La tensión Hall que puede medirse ahora es proporcional a la intensidad del campo magnético y a la corriente (movilidad de los portadores de carga). El campo magnético puede medirse en función de la intensidad de corriente. A la inversa, la sonda Hall también puede medir la intensidad de la corriente. Si el campo magnético es generado por un conductor de corriente (por ejemplo, una bobina), la intensidad de corriente puede determinarse sin potencial.

¿Qué aplicaciones tienen las sondas Hall?

Además de medir la densidad de flujo magnético y la intensidad de corriente, las sondas Hall también se utilizan en otros ámbitos, como por ejemplo:

• Dispositivos de señalización por contacto y sin contactor
• Cámaras de campo magnético
• Determinación del espesor de capas
• Industria del automóvil (hebilla de cinturón, sistema de cierre de puertas, cambio de marchas, etc.)
• Detección de posición de imanes permanentes en movimiento