Efecto Hall
Cuando un conductor que transporta corriente se mantiene fijo en un campo magnético,
el campo ejerce una fuerza lateral sobre las cargas en movimiento dentro del conductor.
Por ejemplo, si los electrones se mueven hacia la derecha en el conductor rectangular
mostrado en la figura.
a) Cargas negativas que se desplazan
b) Cargas Positivas que se desplazan hacia la derecha como una corriente
hacia la izquierda como una corriente
El campo magnético hacia la página ejercerá una fuerza descendente sobre los
electrones
FB=−ⅇ
vdx
B
, donde
vd
es la velocidad de arrastre (o de deriva) de los
electrones. De esta manera, los electrones tenderán a moverse más cerca de la cara D
que de la cara C. Así se establecerá una diferencia de potencial entre las caras C y D del
conductor. Esta diferencia de potencial se acumula hasta que el campo eléctrico
E
H
que
produce ejerce una fuerza
e
EH
sobre las cargas en movimiento, que es de la misma
magnitud, pero opuesta a la fuerza magnética. Este efecto se conoce como efecto Hall
en honor a E. H. Hall, quien lo descubrió en 1879. La diferencia de potencial producida
se llama fem de Hall.
El campo eléctrico que se produce por la separación de cargas se llama campo de Hall,
E
H
, y apunta hacia abajo como se indica en la figura anterior. En equilibrio, la fuerza
debida a este campo eléctrico se cancela con la fuerza magnética
e vdB
, así que
e E
H
=e v
d
B
De aquí que
E
H
=v
d
B
. La fem de Hall es (suponiendo que el conductor es largo y
delgado de manera que
EH
es uniforme)
ε
H
=E
H
d=v
d
Bd
,
Donde d es el espesor del conductor.
Una corriente de cargas negativas que se desplazan a la derecha es equivalente a una
corriente de cargas positivas que se desplazan a la izquierda, al menos en la mayoría de
los casos. Sin embargo, el efecto Hall permite distinguir entre estos dos casos. Como se
observa en la figura b, las partículas positivas que se desplazan hacia la izquierda se
desvían hacia abajo, de manera que la superficie inferior adquiere una carga positiva
con respecto a la superficie superior. Ésta es la situación opuesta a aquella mostrada en
el inciso a. De hecho, la dirección de la fem en el efecto Hall reveló primero que son las
partículas negativas las que se mueven dentro de conductores metálicos.
