Download Diapositiva 1 - fisica1000017

Juan David Rodríguez Gómez
(G12N32juandavid)
Nelson Giovanni Castro Ramírez
(G12N10giovanni)
Metrología
la calidad de los productos depende de mediciones confiables que son
suministradas por equipos de medición, los cuales deben ser precisos. Para
asegurar el correcto funcionamiento de los equipos y tener la certeza de que las
mediciones efectuadas son exactas, estos instrumentos deben ser calibrados, es
decir, comparados contra patrones nacionales o internacionales reconocidos, en una
cadena ininterrumpida llamada trazabilidad y si esta es internacional mejor.
Mediante un manejo óptimo de la metrología se asegura el uso apropiado de la
tecnología, para beneficio del cliente y la protección del consumidor. De esta
manera, se facilita la cooperación industrial y el intercambio comercial internacional
de mercancías.
Productividad
«Cuando se coloca un conductor de corriente en un campo magnético se
genera una diferencia de potencial en una dirección perpendicular tanto a
la corriente como al campo magnético»1
Este fenómeno fue observado por
primera vez por Edwin Hall en 1879
Edwin Herbert Hall
( 1855-1938 )
Una lámina delgada de un material conductor
o semiconductor transporta una corriente I en
dirección x , en la dirección y se aplica un
campo magnético uniforme 𝐵
Por
definición
𝐼 = 𝑛𝑞 𝑣𝑑
𝐹𝐵 = 𝑞𝑣𝑑 × 𝐵
Para una carga n = 1
Esta fuerza 𝐹𝐵 sobre los electrones genera
una acumulación de los mismos en el
borde c, con lo cual se genera un campo
eléctrico entre las cargas negativas en c y
las positivas en a.
Cuando se alcanza el equilibrio los electrones ya no son desviados hacia arriba
por lo cual el campo eléctrico es constante, permitiendo medir su diferencia de
potencial llamado VOLTAJE HALL ∆𝑉𝐻
Fuerza magnética
sobre los portadores
𝐹 = 𝑞𝑣𝑑 𝐵
∆𝑉𝐻 = 𝐸𝐻 𝑑
Fuerza De Coulomb sobre
los portadores
𝑞𝑣𝑑 𝐵 = 𝑞𝐸𝐻
𝐹 = 𝑞𝐸𝐻
Donde d es la
separación entre los
puntos c y a
Es posible obtener la densidad de los
portadores de carga midiendo la
corriente en la muestra
Donde 𝐸𝐻 es el campo eléctrico
debido a la separación de cargas
∆𝑉𝐻 = 𝑣𝑑 𝐵𝑑
𝐼
𝑣𝑑 =
𝑛𝑞𝐴
Donde A es el área de la
sección transversal del
conductor.
𝐴 = 𝑡𝑑
Coeficiente o Resistencia Hall
Finalmente para
el voltaje Hall
tenemos que
𝐼𝐵𝑑
∆𝑉𝐻 =
𝑛𝑞𝐴
𝐼𝐵
∆𝑉𝐻 =
𝑛𝑞𝑡
1
𝑅𝐻 =
𝑛𝑞
Depende del material
Efecto Hall Cuántico
Antes del descubrimiento del Efecto Hall Cuántico (EHC),
utilizado actualmente para reproducir el ohm en los
principales laboratorios nacionales del mundo, el Ohm se
mantenía mediante un conjunto de resistores de 1 Ω, tipo
Thomas.
El segundo descubrimiento clave para la metrología cuántica eléctrica fue el
efecto Hall cuántico, observado por primera vez por Klaus von Klitzing en
1980. Este efecto puede observarse en dispositivos semiconductores cuando
se les aplican campos magnéticos del orden de 10 Tesla (100.000 veces el
campo magnético terrestre) y se enfrían a temperaturas inferiores a la del
Helio líquido (4,2 K). En estas condiciones experimentales el dispositivo
presenta valores cuantizados de la resistencia Hall. Se ha comprobado, con
una incertidumbre de partes en 1010 que dichos valores de resistencia son
independientes de variables como la corriente de medida, la temperatura o el
tipo de dispositivo.
Bibliografía
1.
2.
3.
4.
Serway A. Raymond, Jewett John W. Física para ciencias e
ingeniería con física moderna. Cengage Learning. Séptima
Edición. Volumen 2. pag. 825-827
http://www.aragoninvestiga.org/Nuevos-patrones-electricosbasados-en-fenomenos-cuanticos/
http://fisica1000017.wikispaces.com/file/view/Patron+Nacional+de
+Resistencia+Electrica+Cenam.pdf
http://www.icontec.org.co/index.php?section=93