Эффект Холла обычно наблюдают в пластине с током, которая помещена во внешнее магнитное поле перпендикулярно силовым линиям (рис. 1). На каждый носитель тока, движущийся в пластине, в постоянном магнитном поле, действует сила Лоренца:
,
где q - величина заряда, - скорость носителя тока, - вектор магнитной индукции. Поэтому в верхней части пластинки создаётся повышенная, а в нижней части - пониженная концентрация носителей заряда. Между электродами х – х устанавливается разность потенциалов, которую называют ЭДС Холла.
Количественная теория эффекта Холла дает зависимость . Коэффициент Холла R (не следует путать с сопротивлением) определяется величиной заряда q и концентрацией n 0 носителей тока в материале пластинки: . Носители тока имеют заряд Кл. Таким образом, эксперименты по исследованию эффекта Холла позволяют определить концентрацию носителей n 0. Эффект Холла ярче проявляется в полупроводниках, чем в металлах, потому что концентрация носителей заряда в полупроводниках значительно ниже. Тогда скорость направленного движения носителей заряда под действием электрического поля находят из представлений электронной теории, используя формулу для плотности тока (А/м2). Плотность тока вычисляют через силу тока и площадь поперечного сечения пластинки .
Скорость носителей заряда увеличивается с ростом силы тока и не является константой, характеризующей носители конкретного проводника. Носители тока характеризуются подвижностью - отношением скорости носителя к напряженности поля движущегося носители: . Подвижность выражается в (м с-1)/(В м-1). Напряженность поля в пластинке определяют как отношение напряжения U между концами пластинки к ее длине l: E = U / l.