手機(jī)里的“電子羅盤”工作原理是什么？

leng2008

      目前手機(jī)當(dāng)中的“電子羅盤”的工作原理是基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器。
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網(wǎng)友“麥克斯韋妖”：一直有一個(gè)問(wèn)題困擾著我，現(xiàn)在手機(jī)上都裝有指南針，能夠利用地球磁場(chǎng)指示方位，這是利用的什么原理？里面有個(gè)小磁針嗎？

騰訊科學(xué) 這位網(wǎng)友你好，你所說(shuō)的指南針更專業(yè)的叫法是“電子羅盤”。目前智能手機(jī)上幾乎都配有“電子羅盤”，這是說(shuō)我們手機(jī)里面有一個(gè)小小的磁針嗎？當(dāng)然不是！行使羅盤功能的其實(shí)是一個(gè)能對(duì)磁場(chǎng)做出相應(yīng)的傳感器。經(jīng)過(guò)我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在手機(jī)上普遍采用基于“霍爾效應(yīng)”原理的磁場(chǎng)測(cè)量器件。

什么是“霍爾效應(yīng)”呢？其實(shí)這是100多年前物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象，不是太難理解。

當(dāng)我們把通有電流的導(dǎo)體放在磁場(chǎng)當(dāng)中時(shí)，電流就會(huì)受到磁場(chǎng)的作用力，而電流是由自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的，因此本質(zhì)上是電子受到磁場(chǎng)的作用力。如果我們不讓導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，那么其中的電子就會(huì)擁擠在導(dǎo)線的一側(cè)，帶上多余的負(fù)電荷；而另一側(cè)因缺少了電子，帶上正電荷。這樣就在導(dǎo)線的兩側(cè)建立起了一個(gè)電場(chǎng)，這種現(xiàn)象就是“霍爾效應(yīng)”。

在電流和磁場(chǎng)一定時(shí)，“霍爾效應(yīng)”的強(qiáng)弱與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的方位有關(guān)，導(dǎo)體與磁場(chǎng)的夾角越大，霍爾效應(yīng)越強(qiáng)，正是利用這一簡(jiǎn)單的物理原理，衍生出了靈敏輕巧的磁傳感器，能幫助我們找到正確的方向。

或許有人會(huì)問(wèn)，現(xiàn)在手機(jī)都有GPS定位功能了還有必要裝個(gè)“電子羅盤”嗎？其實(shí)很有必要！

如果在樹林或者大廈林立的地方，那么手機(jī)很有可能丟失掉GPS信號(hào)，而有了“電子羅盤”之后就可以更好的保障你不會(huì)迷失方向，畢竟地球磁場(chǎng)是無(wú)處不在的。

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處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，裝有“電子羅盤”的手機(jī)在地圖上有個(gè)箭頭能顯示方位（左圖）；而沒有“電子羅盤”的手機(jī)只顯示一個(gè)小圓點(diǎn)（右圖）。

還有非常重要的一點(diǎn)，如果我們處于靜止?fàn)顟B(tài)或是非常緩慢移動(dòng)，GPS只能判斷我們所處的位置，并不能指示方向。打開導(dǎo)航地圖你將會(huì)發(fā)現(xiàn)所在位置顯示一個(gè)小圓點(diǎn)，而有“電子羅盤”就會(huì)顯示箭頭，并可以隨著手機(jī)的方位旋轉(zhuǎn)。因此，“電子羅盤”并不是可有可無(wú)的傳感器，是GPS定位的重要補(bǔ)充。