O efeito Hall é formado por uma queda de tensão através de um condutor, transversal à corrente elétrica do condutor, bem como ao campo magnético perpendicular à corrente. Isso causa a produção de um campo elétrico, um efeito conhecido como efeito Hall, nomeado pelo físico americano Edwin Hall quando o descobriu em 1879.
O efeito Hall surge devido a como condutores funcionam. Corrente elétrica é composta de muitos pequenos portadores de carga como elétrons ou lacunas (elétrons ausentes). Quando cargas se movem, elas experimentam uma força chamada força de Lorentz perpendicular, ou em ângulo reto, à sua direção de movimento na presença de um campo magnético. Quando não há campo magnético, cargas se movem em uma linha aproximadamente reta de colisão a colisão.
Se um campo magnético é aplicado à carga, o caminho percorrido é curvo, causando acúmulo de cargas em uma face do material em que estão se movendo, deixando poucas cargas em movimento no lado oposto do material. Esta densidade de carga desigual estabelece um campo elétrico que opõe movimento adicional de carga, causando tensão a se acumular como a diferença entre os dois lados aumenta.
O sensor Hall usa esta configuração teórica tendo um transdutor que mudará a tensão de saída (através do mencionado efeito Hall) quando um campo magnético é aplicado. Se a força do campo magnético é conhecida, a distância do campo do "material Hall" pode ser determinada, e com múltiplos sensores a posição relativa à placa Hall em três dimensões pode ser determinada. Se isso é combinado com uma chave digital ligar/desligar, o dispositivo resultante é chamado de "chave Hall" (Hall switch).
Sensores e chaves Hall são frequentemente usados na indústria para medir o movimento de vários dispositivos eletromagnéticos. Alguns exemplos simples são temporizadores para movimento de rodas e eixos em motores e outras peças de carros. Com motores DC sem escovas (brushless), a tensão do sensor terá pico duas vezes para cada revolução do motor, causando a chave a ligar e desligar (ou inverter a direção da corrente). Isso é usado tanto em servos quanto em discos rígidos.
Uma sonda Hall usa o efeito Hall para determinar a força de um campo magnético. Uma sonda suficientemente bem construída pode medir com precisão o campo magnético da Terra. A sonda é mantida diretamente perpendicular às linhas de campo, e então girada rapidamente para que as linhas passem pelo sensor na direção oposta também. Medindo a densidade de fluxo e dividindo por dois, a densidade de fluxo do campo magnético pode ser determinada. Sondas Hall requerem um ponto de referência de força de campo magnético conhecida para calibração adequada.
Existem duas desvantagens primárias no uso do efeito Hall para sensores e chaves. A primeira e mais comum é que fluxo magnético circundante afetará os sensores, causando leituras falsas e imprecisas. Além disso, a tensão do efeito Hall está na escala de milivolts e é inadequada para acionar diretamente atuadores e servos, requerendo um circuito baseado em transistor para alcançar resultados.
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