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手机里的指南针工作原理是什么?

发布网友 发布时间:2022-04-27 02:44

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懂视网 时间:2022-04-27 07:06

手机中内置的指南针,更准确的说,应该称之为“电子罗盘”,它是一种基于霍尔效应的磁传感器,可以测量地磁场的方向,进而为我们指示地理南北极。

  

  霍尔效应是电磁效应的一种。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。

  

  电流方向、磁场方向、电场方向满足左手定则,所以当已知电流方向,手机又测得附加电场方向,就可以算出磁场方向。在电流和磁场一定时,霍尔效应的强弱与导体在磁场中的方位有关,导体与磁场的夹角越大,霍尔效应越强。

  

  由于手机不单单平行于地面使用,所以,还需要在三维空间内找到地球磁场的方向,因此目前手机的电子罗盘基本都是三轴的,即结合重力(加速度)传感器,在三维空间内测算出磁场方向。

热心网友 时间:2022-04-27 04:14

大家都知道指南针工作原理的关键是磁铁,那么手机里的指南针肯定不是因为手机里也装了磁针。但是工作原理其实是一样的,只是手机里的磁针用另外的零件给替代了。手机里的指南针,专业叫法应该是“电子罗盘”,这个罗盘装了能对磁场产生反应的传感器,而这个传感器的工作原理则是“霍尔效应”。


“霍尔效应”其实简单来说,如果电流附近有磁场左右,那么电流就会受到影响,所以简单来说就是磁场可以影响电子。所以在手机里我们让导线不产生运动,那么这个电子的流向就会被禁止,一端就会产生大量的负电子,而另外一端因为缺少负电子就会变成正电荷,也就形成里简单的电场。


而“霍尔效应”中电流的强弱就可以指明方向,所以手机里的指南针就可以正确地指明南北方向。很多的磁场传感器都是利用这个“霍尔效应”。手机里的GPS其实和指南针不是一回事。很多人认为有了GPS就不需要指南针,这种想法是错误的。

因为GPS受到信号的强弱干扰是非常大的,大家应该遇到过“GPS信号弱”这种情况,这种情况下GPS就难指路了。所以如果在森山老林或者偏远的地区,指南针是非常有效的,因为地球磁场是无处不在的,不会出现“掉线”的情况。

同时,如果你固定在某个位置的时候,GPS显示的就是你所在的位置,具体的方向是不会显示的,还是依靠你自己的判断,那么你在指明你的位置的时候,你就很难和人家讲,你“往东走几公里就可以看到我了”。但是指南针就可以清楚的指明方向,所以你很容易可以说明方位,指南针在日常生活中是必不可少的。

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