mi ez és hogyan használják autókban?
Nemrég az elosztó - gyújtásmegszakító-elosztó - készülékéről és működési elvéről beszéltünk honlapunkon. A mai napig gyakorlatilag nem használják az elosztót, helyette sokkal kisebb és megbízhatóbb érintésmentes gyújtórendszereket telepítettek, amelyek működése a Hall-effektuson alapul. Mi ez - próbáljuk meg kitalálni ebben a cikkben.
Az érintkező gyújtáselosztó rendszerekben egy mechanikus csúszka, amely a rotorral együtt forog, felelős a töltet átviteléért az egyes gyertyákhoz. Nyilvánvaló, hogy egy mechanikus rendszer definíció szerint nem szolgálhat hosszú ideig több okból kifolyólag:
- az elemek kopása a súrlódásból;
- érintkezők égése elektromos áram és magas hőmérséklet hatására;
- holtjáték megjelenése, ami miatt folyamatosan módosítani kell a gyújtáselosztási szöget, vagy teljesen ki kell cserélni az elosztót.
A tervezők és mérnökök azonban folyamatosan keresik az optimalizálási módokat, ezért úgy döntöttek, felteszik maguknak a kérdést: hogyan lehet másként osztani a töltést a gyertyák között anélkül, hogy mechanikus eszközöket kellene igénybe venniük. Választásuk a Hall-effektusra esett.
Edwin Hall 1879-ben egy érdekes jelenségre hívta fel a figyelmet - ha egy elektromos áram áthalad egy vezetőn, akkor mozgásának irányát egy mágneses tér befolyásolja. Egyszerűen fogalmazva, az elektronok merőlegesen fognak mozogni a mágneses térre, illetve ennek a félvezetőnek a különböző végein lehetséges lesz potenciálkülönbség létrehozása. A mágneses tér irányának befolyásolásával meg tudjuk mondani, hogy egy adott vezető mely végein halmozódik fel elektromos impulzus.
Nyilvánvaló, hogy ennek a hatásnak a lényegét megközelítőleg bemutattuk. A fizika tankönyvekben részletesen le van írva, hogy a különböző jellemzők hogyan befolyásolják a potenciál nagyságát:
- Lorentz-erő - az az erő, amellyel a mágneses mező egyetlen elektronra hat;
- pillanatnyi sűrűség;
- töltéshordozó koncentráció;
- elektromos térerősség.
Mindezen adatok alapján származtatták a Hall-állandót, amely meghatározza, hogyan fog viselkedni az elektronok áramlása a különböző fémekben.
Érdemes megjegyezni, hogy a Hall-effektus a XNUMX. század távoli idejében nem talált gyakorlati alkalmazásra, mivel az emberek még nem tanulták meg sem a szükséges erősségű mágneses terek, sem az egyenáramú, és még inkább vékony vezetők létrehozását. Vagyis akkoriban ez pusztán elméleti probléma volt, amely lehetőséget nyitott a fizikusok számára a világ szerkezetének és törvényeinek jobb megértésére.
Alkalmazás
Mára a helyzet gyökeresen megváltozott, és ezt a hatást az élet különböző területein alkalmazzák:
- elektronika;
- rádióelektronika;
- motorépítés;
- ipar és így tovább.
Például, ha letölt egy olyan alkalmazást, mint az "Irtű" az okostelefonjára, vagy már eredetileg telepítve van, akkor a nyíl mindig az Északi-sark felé mutat a Föld mágneses mezőjének a töltött részecskék áramlására gyakorolt hatása miatt. . De mivel a Vodi.su egy autóipari témákkal foglalkozó portál, minket jobban érdekel a hatás autókra való alkalmazása.
Elmondható például, hogy az autó főtengelyének vagy kerekeinek forgási sebességét regisztráló szenzorok is dolgoznak a Hall-effektuson.
De fő alkalmazási területe a gyújtásrendszer, és itt több szakasz különböztethető meg:
- Hall érzékelő használata elosztó részeként, ahol futóként működik, azaz elosztja az impulzust a különböző gyújtógyertyák érintkezőihez;
- a Hall érzékelőt gyújtótekercsekkel együtt használják - nincs elosztó, mint olyan, csak egy tekercs van dupla tekercssel és egy érzékelővel, nagyfeszültségű kimenő vezetékekkel minden gyertyához;
- teljesen érintésmentes rendszer - minden gyertyának saját gyújtótekercse van.
Nos, a legmodernebb autókban teljesen megszűnik a Hall-érzékelő gyújtáselosztóként való használatának szükségessége, például egy elektronikus rendszerben egy elektronikus vezérlőegység felelős a töltés elosztásáért, amely a főtengely és a vezérműtengely helyzetérzékelőitől kap jeleket. . Ezek az érzékelők azonban a Hall-effektuson alapulnak.
Betöltés…