Efecto Hall

    Fenómeno electromagnético descubierto por el físico estadounidense Edwin Herbert Hall en 1879 consistente en la aparición de un campo eléctrico en un conductor al ser este atravesado por un campo magnético.

    El efecto Hall es consecuencia de la ley de Laplace, la cual establece la fuerza que un campo magnético ejerce sobre las cargas que circulan por un conductor cuando éste es situado en dicho campo.

    Los metales están formados por átomos cuyos electrones de valencia (electrones de sus últimas capas) están dotados de una gran libertad de movimientos. Por ello, estas sustancias presentan el llamado enlace metálico, en el que hay un nutrido conjunto de electrones libres y los correspondientes iones positivos, originados al desprenderse cada átomo de dichos electrones de valencia.

    En un conductor metálico recorrido por la corriente engendrada por un generador, que crea en él un campo eléctrico de intensidad E, hay dos tipos de cargas: las representadas por los electrones, que son las que van a desplazarse, creando una corriente de intensidad I, y las de los iones positivos, que son las que constituyen el armazón del conductor.

    Cuando éste se introduce en el seno de un campo magnético, de inducción B, el elemento diferencial de fuerza dF, que dicho campo ejerce sobre las cargas móviles negativas (los electrones) es:

    siendo dx un elemento diferencial de longitud del conductor, I la intensidad de la corriente que circula por él y el ángulo que forma el vector inducción con la dirección de la corriente.

    Si el campo magnético es perpendicular a la dirección de la corriente, sobre cada electrón, de carga e, moviéndose a una velocidad v, se ejerce una fuerza, f, cuyo valor es:

    f = B · e · v

    En las condiciones expuestas, dicha fuerza desviará a los electrones de su trayectoria rectilínea, empujándoles hacia abajo. Como consecuencia de ello, dichos electrones, al no poder salir del conductor al cual pertenecen, tenderán a acumularse en la zona inferior del mismo, mientras que los iones positivos presentarán la misma tendencia, pero su acumulación se verificará en la parte superior del conductor.

    De esta manera, aparece un campo eléctrico, E’, que es perpendicular al vector inducción del campo magnético y al propio campo eléctrico producido por el generador que creaba la corriente original. Este nuevo campo eléctrico se denomina campo Hall y a su tensión, tensión Hall.

    En esta situación, cada electrón se ve sometido a dos fuerzas, la f, originada por el campo magnético al que está sometido y que se dirige hacia abajo, y la f’, creada por la carga positiva del campo Hall, la cual se dirige hacia arriba.

    El campo Hall alcanza un valor máximo cuando f’ = e · E’ tenga el mismo valor que f = e · v · B, en cuyo caso los electrones siguen moviéndose de la misma manera que si no existiese el campo magnético. En presencia de éste, el campo de Hall ejercerá una fuerza F sobre los iones positivos del conductor, con lo que éste será impulsado hacia abajo. El valor de F es:

    F = B · I · x

    que es la expresión que proporciona para esta fuerza la ley de Laplace.