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Sonde di Hall
I dispositivi che possono essere utilizzati per misurare i campi magnetici sono chiamati sonde di Hall o sensori Hall. Si basano sul cosiddetto effetto Hall, che il fisico americano Edwin Herbert Hall fu in grado dimettere a punto per la prima volta nel 1879. Questa scoperta è stata considerata una pietra miliare rivoluzionaria nel campo di ricerca delle proprietà elettriche dei metalli.
Cosa significa l'effetto Hall?
Il cosiddetto effetto Hall si verifica quando un conduttore al cui interno viaggia corrente elettrica si trova nelle vicinanze di un campo magnetico. Ciò crea una tensione elettrica perpendicolare alla direzione del flusso di corrente e del campo magnetico. Questa tensione è appunto da intendersi tensione di Hall 
e viene calcolata attraverso l'intensità di corrente I, dalla densità del flusso magnetico B, dallo spessore del campione semiconduttore d e dalla cosiddetta costante di Hall
:
: è una costante materiale ed è espressa in metri cubi per coulomb. Deriva dall'intensità del campo elettrico E_y, dalla densità di corrente elettrica j_x e dalla densità del flusso magnetico:
Gli elettroni vengono deviati dalla forza di Lorentz, causando un eccesso di elettroni su un lato del conduttore e una carenza di elettroni sull'altro lato. Questa separazione di carica crea un campo elettrico (tensione di Hall) che lavora contro la forza di Lorentz e può persino compensarla. La tensione di Hall risultante cambia immediatamente in base alle variazioni del campo corrente e magnetico.
L'effetto Hall è assolutamente necessario per capire come funzionano le sonde Hall.
Come funzionano le sonde Hall?
Quando si costruiscono sonde Hall, si utilizzano principalmente strati semiconduttori sottili e cristallini dotati di quattro elettrodi. La corrente viene immessa tramite due elettrodi opposti. Gli elettrodi che giacciono ortogonali misurano la tensione di Hall.
Per l'applicazione della sonda Hall che trasporta la corrente, viene introdotto un campo magnetico perpendicolare ad essa. La tensione di Hall può essere ora misurata e risulterà proporzionale alla forza del campo magnetico e alla corrente (mobilità dei portatori di carica). Il campo magnetico potrà inoltre essere misurato in base alla forza corrente. Al contrario, la sonda Hall potrà misurare anche la corrente. Se il campo magnetico è generato da un conduttore che trasporta corrente (ad es. una bobina), l'intensità di corrente può essere determinata priva di potenziale.
Quali applicazioni sono possibili con le sonde di Hall?
Oltre a misurare la densità e la corrente del flusso magnetico, le sonde Hall sono utilizzate anche in altri ambiti, come ad esempio:
- Trasmettitori di segnale senza contatto
- Telecamere a campo magnetico
- Determinazione degli spessori degli strati
- Industria automobilistica (fibbia della cintura, sistema di chiusura della porta, cambio, ecc.)
- Rilevamento della posizione di magneti permanenti in movimento