Hallův efekt pro bezkontaktní přenos otáček, hybridní pohony benzín a elektromobil

Hallův efekt pro bezkontaktní přenos elektřiny, uplatňovaný zejména v automobilismu a hybridní pohon spalovací motor/elektro to vše inspirováno seríálem "Vzpoura mozků" 

Tento příspěvek - Hallův efekt se zabývá jednak využitím elektromagnetismu v automobilismu – a to například pro bezkontaktní přenes, dále autoelektrikou jako takovou a závěrečným tématem je automobilismus v USA – a rozcestník Spojené státy americké.

Hallův efekt + Nick Cave a pub Thirsthy Dog – autor koláže Gogin 94

Pub Thirsty Dog v Praze-Josefově GPS 50.09012 14.41980 byl oblíbeným dostaveníčkem Američanů, Angličanů, Australanů, Novozélanďanů a dalších Anglosasů v Praze 90tých - když nastal boom cestování Američanů do východní Evropy.

Místopisně se příspěvek sice vztahuje k Representaci Škodových závodů v Jihlavě – opravna a prodejna Josef Procházka GPS 49.39400 15.58306 z dob první republiky - ovšem jelikož tématem je především automobilismus 21tého století - příspěvek vlastně není regionálně vymezen. I když v Kanadě – naproti hlavního mesta Ottawa je situováno město Hull – dnes už jen městká část – vztahuje se příspěvek regionálně i k tomuto městu – část 5 – automobilismus v USA.

obsah

1hyb – hybridní pohon v automobilismu – spalovací motor + elektro

R1 – REAK rozcestník autoelektrika a elektřina / AE autoelektrika – základní rozdělení

AE autoelektrika - základní rozdělení

R2 – REAM rozcestník elektromagnetismus

2 AE Hall2 Hallův efekt – co je to?

3 AE Hall3 Lorencova síla a úhel působení magnetické síly na vodič

4 AE Hall3 součásti na principu Hallova efektu 

5 USA / RUSA automobilismus USA – rozcestník Spojené státy americké

část 1 hybridní pohon v automobilisnu

Hybridní pohon je označení pro kombinaci několika zdrojů energie pro pohon jednoho dopravního prostředku. Nejčastěji se tím myslí kombinace elektrické a jiné trakce, jako je tomu u hybridního automobilu, kde se jedná o kombinaci elektromotoru a spalovacího motoru.

Podle míry elektrifikace a způsobu zapojení se hybridy dělí do několika kategorií:

Mild-hybrid (MHEV): Elektromotor pouze pomáhá spalovacímu motoru (např. při rozjezdech) a neumí auto pohánět samostatně.Elektromotor tohoto hybridu sám o sobě k pohonu vozidla nestačí. Baterie má nižší kapacitu než u klasického nebo plug-in hybridu a funguje spíš jako podpora spalovacího motoru.

Full-hybrid, samonabíjecí hybrid (HEV): Vůz dokáže jet krátké vzdálenosti čistě na elektřinu. Baterie se dobíjí automaticky rekuperací při brzdění nebo spalovacím motorem; auto se nepřipojuje do zásuvky.Samonabíjecí hybridy (HEV)

Tyto vozy kombinují elektromotor se spalovacím motorem, nicméně elektromotor se dobíjí během jízdy sám prostřednictvím rekuperace. Na cestách tak odpadá hledání nabíjecí stanice. Během kratších úseků v nižších rychlostech je ovšem vůz schopen využívat pouze elektromotor a tím vám ušetřit náklady na palivo.

Plug-in hybrid (PHEV): Má větší baterii, kterou lze nabíjet z elektrické sítě. Umožňuje dojezd na čistě elektrický pohon desítky kilometrů. Plug-in hybrid musíte nabít pomocí kabelu (plug-in znamená anglicky zapojit), a to doma nebo u veřejných dobíjecích stanic. Dojezd plug-in hybridů čistě na elektřinu se pohybuje zhruba kolem 50 km (to vám většinou postačí na jízdu městem, např. do práce a zpět se zastávkou na nákup).

Jak to funguje v praxi?

Rozjezd a nízké rychlosti: Auto často využívá pouze elektromotor, což je ideální pro popojíždění v kolonách.

Akcelerace: Oba motory pracují společně pro dosažení maximálního výkonu.

Ustálená jízda: Systém inteligentně přepíná mezi motory nebo je kombinuje tak, aby dosáhl co nejnižší spotřeby.

Rekuperace: Při brzdění nebo sundání nohy z plynu funguje elektromotor jako generátor a dobíjí baterii.

Výhody a nevýhody

Výhody: Nižší spotřeba paliva v městském provozu, tichý chod při elektrické jízdě a nižší opotřebení brzd díky rekuperaci.

Nevýhody: Vyšší pořizovací cena oproti běžným vozům, vyšší hmotnost kvůli bateriím a omezená životnost akumulátoru (obvykle 8–15 let).

hybridní automobil

R1 – REAL rozcestník na téma autoelektrika, elektromobil elektrotechnika a akumulace elektrické energie

Hallův efekt (tento příspěvek) - rozcestník pro autoelektriku a altenativní pohon v automobilismu

Akumulace elektrické energie 1 - autobaterie a elektromobil - Blog iDNES.cz

Akumulace elektrické energie 2 - autobaterie /údržba/ - Blog iDNES.cz

Akumulace elektrické energie 3 - oprava baterií - Blog iDNES.cz

rozcestník na téma elektrárny Industriální Kroměříž - Malá vodní elektrárna Strž firmy Křižík a Simonova továrna - Blog iDNES.cz

odkaz na  rozcestník na téma výkon Mechanika - elektrotechnika MFE 5 - výkon - jako moment třetího stupně, kruhový diagram - Blog iDNES.cz

elektrické rozvody v automobilu Akumulace elektrické energie 1 (firma František Křižík Karlín) - autobaterie a elektromobil, nabíjecí dům pro elektromobil - Blog iDNES.cz

elektrické rozvody v letadle V rakouské pustě, Letiště Vídeň - Schwechat a letoun Boeing 707 / 737 / 777 - Blog iDNES.cz

vlastní příspěvek

AE autoelektrika - základní rozdělení elektřiny ve vozidle

elekroinstalace Škoda Octavia (1959)

Zda – zdroje-dynama, alternátory, autobaterie

V elektrotechnice je směrodatný kontakt kladná anoda (+). Kreslí se vpravo – při nabíjení se zapojuje (+) zdrojové-nabíjecí baterie na (+) nabíjené baterie. Záporná katoda je pouze zpětný vodič vybitého náboje a zemění.

Nabíjení autobaterie z jiné baterie (tzv. přemostění/startování) vyžaduje kvalitní startovací kabely a dodržení přesného postupu, aby nedošlo k poškození elektroniky. Propojte plus (+) na plus (+) a následně minus (-) z nabité baterie na kostru/motor vybitého auta, nikoliv na minus pól vybité baterie.

modré auto vpravo je nabíjecí – modře zakreslený kábel (reálně však zpravidla červený) se propojí z(+) baterie modrého nabíjecího auta na (+) baterie červeného nabíjeného auta / červeně zakreslený vodič se (-) záporné elektrody (katody) modrého nabíjecího auta se zapojí na kostru červeného nabíjeného aiuta – zapojení na katodu (-) červeného nabíjeného auta je sice také možné – ele nedpopručuje se

na horním obrázku nabíjení probíhá do leva z prava
1 propojit plus
2 minus na kostru/minus
3 motor spustit
4 odpojit plus
5 odpojit minus
na spodním obrázku nabíjení probíhá z leva doprava

nabíjení autobaterie

R2- REAM rozcestník elektromagnetismus

elektromagnetismus 1 

Co se děje kolem elektřiny 9 - DC a AC magnetismus - jak na mikrovlnku 5 - Blog iDNES.cz

obsah příspěvku Co sse děje kolem elektřiny 9

em1/ ELEKTROMAGNETICKÉ POLE A ELEKTROMAGNETISMUS JAKO TAKOVÝ - DRUHY ELEKTRICKÝCH A MAGNETICKÝCH POLÍ, AC a DC magnetismus, JAK FUNGUJE NÁMOŘNÍ MAGNET

em1/ MAGNETRON A MIKROVLNNÁ TROUBA

elektromagnetismus 2 

Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace, elektromagnetismus v továrnách - Blog iDNES.cz

obsah příspěvku

em2/ díl 1 - magnetizace

část 1 - je je magnetizace

část 2  - magnetické momenty

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkcemi

em2/ díl 2 elektromagnetismus v továrnách

elektromagnetismus 3 

Elektrické a magnetické pole - pravidlo tří kolmostí a náhradní směrové schéma - Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 4 

Industriální Kroměříž - Malá vodní elektrárna Strž firmy Křižík – válka rozvodů a Simonova továrna - Blog iDNES.cz

konkrétně "válka rozvodů" a "Nikola Tesla a elektromagnetismus"

elektromagnetismus 5 

Loď do Prahy a Hamburku, hydroelektrárny na Vltavě - Blog iDNES.cz

námořní DC magnet

elektromagnetismus 6 

(příspěvek zrušen)

elektromagnetismus 7 

indukční vařič Cesty elektrické energie 5 - jak vařit elektricky doma i na cestách - Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 8 

Co se děje kolem elektřiny 6 - jak na mikrovlnku 2 - Blog iDNES.cz  především magnetron 

elektromagnetismus 9 

Hallův efekt pro přenos elektřiny na krátkou vzdálenost (tento příspěvek) 

Přesto že elektrická síla je vlastní třeba pro elektrický proud ve vodiči  - a tedy i pohyb elektricky nabytých částic  (konkrétně elektronů podle zavedeného značení znaménkem minus - výhodnější by však bylo značit elektrony znaménkem plus - což dokazuje například kladný náboj nabyté autobaterie).- tedy pohyb elektricky nabytých částic na velmi krátkou vzdálenost je umožněn díky Hallově efektu. 

Hallůf efekt - a s ním související součásti - či zařízení - jako třeba Hallův sensor - nebo Hallův spínač - jsou pak důkazem - že i magnetická síla může pohybovat částicemi - a to elektrony.

Soućásti založené na principu Hallova efektu je možné považovat - možná nepřesně a zjednodušeně - ža něco jako elektromagnet na přenos elektřiny.

Elektrický proud – respektive elektrická síla uvniř vodiče – a magnetická síla vně vodiče se projevují stejně – magneticky. Možná obvyklejší je pojetí magnetické síly jako síly působící na celé (k tomu vhodné) předněty a elektrické síly jako síly působící spíše na částice. Hallův senzor by vpodstatě bylo možno označit jako elekromagnet pro odběr elektrického proudu.

2. část - Hallův efekt

Princip Hallova efektu by měl spočívat v pootočení elektromagnetického pole tak, že elektrické pole na určitou krátkou vzdálenost účinkuje i vně - u umožňuje přenos i elektricky nabitých částic - nejen zmagnetizovaných částic. 

Hallův efekt - rozdělení

1. stupeň - Spinový Hallův efekt (bez magnetizace)
v tomto případě se k dosažení třetí složky na vodiči (tedy kromě elektrického a magnetického pole - přidaného "Hallova napětí" dosahuje tvarem vloženého elementu - nikoli magnetizací
2. stupeň (standartní) Hallův efekt
elektrické pole (vodiče) + magnetické pole (dodatečně vytvořené magnetizací) + Hallovo napětí vzniknuvší na vloženém elementu magnetizací a zakřivením dráhy elektrického proudu na tomto vloženém elementu - ćímž vznikne kromě elektrické síly Fe další (odstředivá) Lorencova síla - která se může projevovat buď magneticky nebo elektrucky
2. stupeň - Hallův efekt ve speciálním prostředí
(například plynech)
3. stupeň - Kvantový Hallův efekt

Hallův efekt - co je to

Hallův efekt - vzniká zmagnetizováním speciálního elementu vloženého do vodiče. Hallův edekt se vytvoří zakřivením dráhy průchozího elektrického proudu přes tento element. Kromě elektrické síly tohoto proudu a vnější magnetické síly působící na tento element ještě další - třetí složka - kterou je možno nazvat třeba jako Hallovo napětí.

Hallovo napětí – jakoby elektromagnetické pole mělo tři složky – elektrické pole, magnetické pole a Hallovo napětí

Pro Hallovo napětí napětí je podstatná vodivost elementu a rozměry tohoto vloženého elementu.

Pokud se jako pomocná teze vezme zjednodušení „že elektřina působí na částice a magnetismus působí na celé předměty – pak Hallův element – i když vykazuje znaky magnetismu – působí elektricky – je například využíván na bezkontaktní přenos elektřiny na krátké vzdálenosti.

3. Lorencova síla a úhel působení magnetické síly na vodič

Nejprve malé upřesnění. Dále krátká zmínka o samotné Lorentzově síle  - což je vlastně vektorový součet elektrické a magnetické síly - někdy je takto označována samotná magnetická složka.

Lorentzova síla , síla působící na nabitou částici q pohybující se rychlostí v elektrickým polem E a magnetickým polem B . Celá elektromagnetická síla F na nabité částici se nazývá Lorentzova síla (po nizozemském fyzikovi Hendriku A. Lorentzovi) a je dána
F = qE + qv × B. ( qE elektrická síla v tomto případě někdy také nazývaná jako "Couova síla"  qv × B a magnetická  složka)  

Vztah výše - tedy F = qE + qv × B. vlastně popisuje něco jako Hallův efekt - ovšem bez vloženého elementu.- pouze na vodič.

Pokud by magnetická síla působila kolmo - vypadal by vztah pro Lorencovu sílu následovně.

F = qE - × B

Pokud by magnizace probíhala pod určitým náklonem - vztah pro Lorencovu sílu ještě zohlednil úhel náklonu a vztah pro Lorencovu sílu by vycházel následovně

F = qE + qv × B.

Magnetická síla je pak  úměrná q a velikosti vektorového součinu  v × B. Pokud jde o úhel ? v a B, velikost síly se rovná qvB sin ?. Zajímavým výsledkem Lorentzovy síly je pohyb nabité částice v jednotném magnetickém poli. Je-li v kolmé k B (tj. s úhlem ? mezi v a B 90°), bude částice sledovat kruhovou trajektorii o poloměru r = mv/qB. Je-li ? menší než 90°, bude oběžnou dráhou částic šroubovice s osou rovnoběžnou s liniemi pole. Pokud ? je nulová, nebude na částici žádná magnetická síla, která se bude i nadále nepohybovat bez povšimnutí podél linií pole

(odstavec výše v podstatě z Wikipedie)

vlastní příspěvek

4. součásti na principu Hallova efektu

There are several types of Hall sensor. Check the vid description for an explanation. Měření, bezkontaktní přesnost (sensor), spínač a další...

Hallův spínač – Hall switch

Uplatňující se především při častémm – nebo spíše průběžném zapíínání a vypínání – čili vlastně regulování rovněž v automobilové branži.

... a konečně další využití jHallova efektu je Hallův spínač – Hall switch –

Hallův sensor - bezkonaktní snímač rychlosti otáčení (konekror – bezkontaktní kontak s motorem)

Hallův efekt jako sensor

Hallův sensor by vpodstatě bylo možno označit jako elektromagnet pro sběr elektrického proudu.

V automobilovém průmyslu nahradil například rozdělovač...

Hallův sensor – sensor Hallova efektu

Pro konkrétní využití Hallova efektu v aotomobilovém průmyslu byl vyvinut Induktivní sensor Hallova efektu – který je využíván jako „Wheel Speed Sensor“ – spínač rychlosti otáček. Battery power sensor – – indikátor stavu baterie. Stop Light Switch (vypínač světel). Výstupy do vozu – Hydraulic Presure Control (kontrola tlaku). Actuator Pump Motor, Data Link Conector, ABS WAring Light.

Indukční cívka nebo náhrada tranzistoru (Hallův sensor 3) – Hallův sensor v užším smyslu...

Jak je zde patrné Hallův senzor může být pojat v užším i širším smyslu - v užším pak bez elektromagnetu - jako redukce k přenosu elektřiny...

Hallův efekt a jeho využití pro měření magnetického pole

Hallův edekt při měření magnetismu

Magnetismus – či magnetické pole se vlastně přímo měřit nedá – proto se využívá převodumagnetické síly Fm na sílu elektrickou Fe v souvislosti s Hallovým efektem.

Hallův sensor jako komparátor

Porovnává napětí – vstupní U1 a U2 ... rozhodující je výstupní U3.

Hallův sensor využitý jako spínač

Prague 90th – pub Thirsty Dog dostaveníčko Američanů a Angličanů v ČR

5. automobilismus v USA

motocykly s tkačným motorem v závěsu, etrémní rychlostní vozidla na solné pláni Bonnevill v Utahu Mechanika KFD1 frekvence, rychlost, zrychlení – rychlé vozy a velká kola, automobilka Škoda po r. 1945 – Blog iDNES.cz v části 2 rovněž zmíněny motocykly s motorem na závěsném vozíku z USA

Hull, provinvie Quebec, Kanada

Hull, město v Kanadě v provincii Quebec na řece Ottawě; 59 600 obyvatel (1979). Průmysl. dřevařský, papírenský, zápalek, oděcvní, šperkařský, energetiky. Hull založen 1 799.

It was founded on the north shore of the Ottawa River in 1800 by Philemon Wright at the portage around the Chaudière Falls just upstream (or west) from where the Gatineau and Rideau rivers flow into the Ottawa. Wright brought his family, five other families and twenty-five labourers and a plan to establish an agriculturally based community in what was a mosquito-infested wilderness. Soon after, Wright and his family took advantage of the large lumber stands and became involved in the timber trade. Originally the place was named Wright’s Town, Lower Canada, and the name Wrightville survives as the name of a neighbourhood in Gatineau’s Hull district.

Město bylo založeno na severním břehu řeky Ottawa v roce 1800 Philemonem Wrightem u převozu kolem vodopádů Chaudière, těsně proti proudu (nebo západně) od místa, kde se řeky Gatineau a Rideau vlévají do Ottawy. Wright sem přivedl svou rodinu, pět dalších rodin a dvacet pět dělníků a plán založit zemědělsky založenou komunitu v divočině zamořené komáry. Brzy poté Wright a jeho rodina využili rozlehlých porostů dřeva a zapojili se do obchodu se dřevem. Původně se místo jmenovalo Wright’s Town, Dolní Canada, a název Wrightville přežil jako název čtvrti v okrese Hull v Gatineau.

Hull je nyní městem státní státní služby a státní správy - jakožto ekonomických pilířích města. Sídlí zde řada kanadských a provinčních vládních úřadů. Politika federální vlády rozdělovat federální pracovní místa na obě strany řeky Ottawy vedla v 70. a 80. letech 20. století k výstavbě několika mohutných kancelářských výškových budov , které zabírají část bývalého centra Hullu.

V roce 2002 se spolu s okolními městy Aylmer, Buckingham a Masson-Angers stalo součástí města Gatineau. Na protějším břehu hlavní město Ottawa.