Efeito Hall

Por | 25 de fevereiro de 2016

Em 1879, Edwin H. Hall observou que se uma placa fina de ouro for colocada em um campo magnético perpendicular à sua superfície, uma corrente elétrica fluindo ao longo da placa pode causar uma diferença de potencial em uma direção perpendicular tanto ao campo magnético quanto à corrente.

Vamos explicar mais devagar.

Primeiro façamos uma corrente elétrica, ‘Iv’, percorrer uma placa condutora com propriedades magnéticas e de largura ‘d’, enquanto temos um voltímetro instalado nas laterais da placa. Nesta primeira condição o nosso voltímetro não indicará nenhuma diferença de potencial.

O segundo passo é submeter a placa a um campo magnético, B, e eis que surge o fenômeno. O campo magnético gera um desvio da corrente elétrica ‘Iv’ para um dos lados da placa, gerando uma diferença de potencial ‘Uh‘ (tensão hall) em direção perpendicular, tanto à corrente ‘Iv’ como ao campo magnético ‘B’.

A tensão hall pode ser calculada pela fórmula:

UH = K * Iv * B / d onde ‘K’ é uma constante hall que depende do material da placa condutora.

Pela fórmula :

Se B = 0, UH = 0

Ou seja, se não existe campo magnético, não existe tensão hall.

Deste modo, criando a condição de circuito fechado (B = 0, UH = 0) e circuito aberto (B = B, UH = UH), gera-se um sinal, medido em ‘UH ‘ na existência ou não do campo magnético B. Complicado?

A questão é como podemos tirar proveito deste fenômeno?

Vamos pegar como exemplo o sistema Bosch Le Jetronic que foi aplicado nos modelos VW Gol lá pelos idos de 1988. O campo magnético ‘B’ é gerado por um imã permanente, a corrente elétrica ‘Iv’ por uma tensão ‘Uv’ que deverá necessariamente ser fornecida à placa condutora e a condição de circuito aberto e fechado é feito por uma armadura (ver figura 2) em forma de um copo com janelas ao longo do perímetro da armadura.

figura_2A armadura, de material também com propriedades magnéticas, ao passar com o elemento cheio entre a placa e o imã, corta o campo magnético do imã e reduz o campo sobre a placa condutora, pois as linhas de força magnética se fecham sobre a armadura, gerando uma tensão hall de baixo valor.

Quando passar o elemento vazio (janela), as linhas de força magnética do imã se fecham sobre a placa condutora, gerando uma tensão hall de valor ‘normal’. A figura 3, exemplifica o efeito.

figura_3
O resultado é um sinal de saída proporcional à rotação do eixo da armadura. Este sinal pode ser visualizado com um osciloscópio ou medido com um frequencímetro. Veja a figura 4.

figura_4
Nos automóveis o efeito Hall é principalmente utilizado para determinar a rotação do motor, a fase do motor e a velocidade do veículo, mas também existe a utilização do fenômeno para determinar, por exemplo, a posição do pedal do acelerador.

Neste momento o importante é entendermos que o efeito Hall não é algo novo, nem mesmo nos automóveis que nós damos manutenção, mas que continua ‘ativo’ e sendo utilizado mesmo nos últimos lançamentos Flex das nossa montadoras.

Lembre-se que há a necessidade de se ter uma alimentação elétrica (um positivo e um negativo) para se poder extrair um sinal.

Este sinal é proporcional à rotação do eixo da armadura. Então se eu não possuo um osciloscópio, coloco o meu multímetro na condição de frequencímetro (medida em hertz – HZ) e procuro perceber variação de frequência quando eu provoco variação de rotação do eixo que me interessa (virabrequim, comando de válvulas, roda, etc…).

Entendido como se testa em um veículo, a linha de raciocínio vale para o outro, o que pode mudar é a forma da peça, a localização dela e as ligações elétricas entre os componentes, não o fenômeno e logicamente a maneira de se testar.

Para facilitar, os esquemas elétricos devem indicar para você se a peça utiliza ou não o efeito hall.

A simbologia normalmente utilizada nos faz lembrar da placa hall (veja a figura 5).

figura_5
Agora ficou fácil! Consegue perceber que muito é muito mais interessante e econômico entender por componente do que por sistema ou veículo?

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