Was ist eine Hallsonde und wofür wird sie verwendet?

Im Zusammenhang mit der Hallsonde sollten wir zuerst einmal einige Begriffe klären, angefangen beim Halleffekt, der nach seinem Entdecker Edwin Herbert Hall benannt wurde und diesen 1879 beobachtet hat. Wie wir bereits an anderer Stelle in unserem Blog geklärt haben, sprechen wir im Bereich des Magnetismus häufig von der Lorentzkraft. Wenn um einen elektrischen Leider erst ein elektrisches Feld und dann ein magnetisches Feld bilden, verdichten sich die Feldlinien dieser beiden Felder, wenn sie in dieselbe Richtung laufen. Tun sie das nicht, also wenn sie in entgegengesetzter Richtung verlaufen, werden die Feldlinien abgeschwächt. Die Kraft, die an dieser Stelle erreicht wird, ist die Lorentzkraft.

Wirkt diese nun auf die Elektronen eines stromdurchflossenen Leiters in Verbindung mit einem Leiterplättchen, erzeugen wir eine sogenannte Ladungsverschiebung. Das bedeutet, dass auf der einen Seite ein Mangel und auf der anderen ein Überschuss an Elektronen herrscht. Aus dieser Kombination entsteht letztendlich ein elektrisches Feld, was auch Halleffekt genannt wird. 

Vom Halleffekt zur Hallsonde

Kommen wir nun zur Hallsonde. Die Kombination aus Leiterplättchen, Steuerstromkreis und Magnetfeld wird Hallgenerator genannt. Wenn der hier eingebundenen Stromkreis nun konstant gehalten wird, sprechen wir von der Hallsonde, mit der man Magnetfelder messen kann. Die Stärke dieser Magnetfelder wird generell in Ampere pro Meter oder in Tesla gemessen. Zuvor auch in Oersted, aber diese Einheit wird eigentlich nicht mehr verwendet. Am geläufigsten ist jedoch die Anzeige der magnetischen Flussdichte in Tesla, die durch die Hallsonde und den Halleffekt gemessen werden kann.

Wie bereits oberhalb erwähnt, werden die Elektronen durch das Leiterplättchen senkrecht aus ihrer ursprüngliche Bewegungsrichtung geschoben, weswegen sie sich auch einer Seite des Plättchens einfinden. Die dadurch entstandene elektrische Spannung ist proportional zum Magnetfeld, dessen wir Stärke bisher noch nicht kennen. Nutzen wir nun die Hall-Spannung über dem Leiter, lassen sich die mit der Lorentzkraft gleichen elektrischen Kräfte errechnen und somit auch die Stärke des Magnetfeldes.

Falls Sie weitere Fragen zur Hallsonde oder den damit verbundenen Themen haben, raten wir Ihnen sich auch die anderen Artikel in unserem Blog anzuschauen oder unser Expertenteam zu kontaktieren.