用霍尔效应法测磁场分布

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霍尔效应测量磁场实验报告

霍尔效应测量磁场实验报告
本次实验使用霍尔效应测量磁场的方法，通过变化的磁场所产生的霍尔电势差来测定
磁场的强度。

本实验包括两部分，一是以电流为变量，测量霍尔电势与磁场的关系。

二是
以磁场大小为变量，测量霍尔电势随磁场的大小变化。

1.实验器材
霍尔效应测量仪、磁场发生器、数字万用表、导线等。

2.实验步骤
首先，将霍尔效应测量仪接入数字万用表的设置好电流和电压。

然后，将磁场发生器
放置在霍尔效应测量仪的磁场生成端上，并将霍尔效应测量仪的探头放在磁场发生器的磁
场辐射方向，即垂直于磁场方向的位置。

接着，将数字万用表调至电压测量模式，再通过
磁场发生器的旋钮变化磁场强度，记录下每一组数据。

在每组记录前，要等待电流稳定。

3.实验结果
根据实验数据的统计和分析，我们发现灯光颜色对人类的生理和心理都有一定的影响。

灯光颜色不同，可以引发人体机能的不同变化。

光强度越强，越易引发及加剧疲劳感、头
痛等症状。

影响是由光强、光源位置等因素综合起来产生的，所以在使用电脑等长时间需
要盯着屏幕的时候，最好保持一定的光强和光源位置，以降低眼部损伤、疲劳等问题。

通过本次实验，我们得到了霍尔电势与磁场强度之间的函数关系，验证了霍尔效应的
基本原理。

同时，我们还发现在特定的磁场强度下，霍尔电势与电流大小成正比关系。

在
实验过程中，我们也注意到灯光对人的生理和心理健康存在一定的影响，需要注意保持合
适的灯光强度和光源位置。

根据霍尔效应测磁场的几种方法归纳总结

根据霍尔效应测磁场的几种方法归纳总结霍尔效应是一种常用于测量磁场强度的物理现象。

通过研究霍尔效应，人们发展出了多种方法来测量磁场。

本文将对根据霍尔效应测磁场的几种方法进行归纳总结。

1. 霍尔元件法：霍尔元件是一种基于霍尔效应原理的传感器。

当电流通过霍尔元件时，磁场会引起霍尔电压的产生。

通过测量霍尔电压的大小，可以确定磁场的强度。

霍尔元件法是一种简单而常用的测磁场方法。

霍尔元件法：霍尔元件是一种基于霍尔效应原理的传感器。

当电流通过霍尔元件时，磁场会引起霍尔电压的产生。

通过测量霍尔电压的大小，可以确定磁场的强度。

霍尔元件法是一种简单而常用的测磁场方法。

2. 霍尔传感器法：与霍尔元件法相似，霍尔传感器也是基于霍尔效应原理的传感器。

不同之处在于，霍尔传感器一般具有更高的灵敏度和更广的工作范围。

它可以通过将霍尔传感器放置在需要测量的磁场中，并测量其输出电压来确定磁场的强度。

霍尔传感器法：与霍尔元件法相似，霍尔传感器也是基于霍尔效应原理的传感器。

不同之处在于，霍尔传感器一般具有更高的灵敏度和更广的工作范围。

它可以通过将霍尔传感器放置在需要测量的磁场中，并测量其输出电压来确定磁场的强度。

3. 霍尔探针法：霍尔探针是一种用于测量磁场强度的工具。

它通常由霍尔元件和测量电路组成。

通过将霍尔探针置于磁场中，并测量输出电压，可以得到磁场的强度值。

霍尔探针法在磁场测量和磁场分布研究中得到广泛应用。

霍尔探针法：霍尔探针是一种用于测量磁场强度的工具。

它通常由霍尔元件和测量电路组成。

通过将霍尔探针置于磁场中，并测量输出电压，可以得到磁场的强度值。

霍尔探针法在磁场测量和磁场分布研究中得到广泛应用。

4. 霍尔效应测试仪：霍尔效应测试仪是一种专门用于测量磁场强度的设备。

它通常具有较高的精度和稳定性。

通过将样品放置在霍尔效应测试仪中，仪器可以直接测量并显示磁场的强度值。

霍尔效应测试仪一般用于科研、工业生产等领域。

霍尔效应测试仪：霍尔效应测试仪是一种专门用于测量磁场强度的设备。

霍尔法测磁场

霍尔法测磁场
霍尔法是一种测量磁场强度的方法，利用霍尔效应的原理。

霍尔效应是指当电流通过一块具有特定材料的导体时，垂直于电流和磁场方向的电压差产生。

这个电压差被称为霍尔电压，它与通过导体的电流和磁场强度成正比。

霍尔法测量磁场强度的步骤如下：
1. 准备霍尔元件：选择一块具有霍尔效应的材料，通常为霍尔片或霍尔传感器。

2. 连接电路：将霍尔元件连接到电路中，通常包括一个电流源以供电流通过霍尔元件，以及一个电压测量器来测量霍尔电压。

3. 设置磁场：将待测磁场放置在霍尔元件附近，确保磁场垂直于电流方向。

4. 测量电压：通过调节电流源使得电流通过霍尔元件，同时使用电压测量器测量霍尔电压。

5. 计算磁场强度：利用已知的电流值和比例关系，根据测量到的霍尔电压计算出磁场强度。

需要注意的是，为了准确测量磁场强度，霍尔元件应该被放置在磁场的均匀区域，并且不受其他电磁干扰。

另外，不同的霍尔元件对应不同的电路连接方式和计算公式，具体操作需要根据具体的霍尔元件和电路要求来确定。

霍尔效应法测量磁场

实验3.7 霍尔效应法测量磁场随着电子技术的不断发展，霍尔器件越来越得到广泛的应用。

霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且，随着实验电子技术的进展，利用该效应制成的霍尔器件，由于结构简单、频率响应宽（高达10GHz）、寿命长、可靠性高等优点，已广泛用于非电量电测、自动控制和信息处理等方面。

置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年在研究载流导体载磁场中受力性质时发现的一种电磁现象，后被称为霍尔效应。

【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．掌握测试霍尔元件的工作特性的方法。

3．学习用霍尔效应测量磁场的方法。

4．学习用“对称测量法”消除副效应的影响。

5．描绘霍尔元件试样的V H− I S和V H− I M曲线。

6．学习用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布，描绘B - X曲线。

【实验原理】1．霍尔效应法测量磁场原理霍尔效应从本质上讲是指运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起偏转的现象。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固定材料中时，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。

对于图3-20所示的半导体试样，若在X方向通以电流I S ，在Z方向加磁场B，则在Y方向即试样A、A' 方向电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场—霍尔电场，电场的指向取决于试样的导电类型。

图3-20 霍尔效应法测量磁场原理显然，该电场阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受到的横向电场力eE H与洛伦兹力相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eE H （3-44）v eB其中H E 为霍尔电场，v 是载流子在电场方向上的平均漂移速度。

设试样的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则bd v ne I S = （3-45）由式（3-44）和式（3-45）可得dB I R d BI ne b E V S H S H H ===1（3-46）即霍尔电压V H （A 、A ′电极之间的电压）与I S B 乘积成正比，与试样厚度d 成反比。

利用霍尔效应测磁场霍尔利用效应霍尔效应测量磁场

利用霍尔效应测磁场霍尔利用效应霍尔效应测量磁场
霍尔效应是指在一定条件下，在导体中沿流动方向施加交变电场时，会在导体内产生电压，这种电压称为霍尔电压。

霍尔效应可以用来测量磁场强度，也可以用于磁场方向的检测和测量。

霍尔效应的原理是：当一个导体带电子流时，由于磁场的作用，电子将发生偏转，使得带有电荷的侧面与另一侧相比有电荷分布的不均匀性。

这样，电流就会在电荷不平衡区域内施加一个电场，这个电场与磁场相垂直，因此就会产生一种称为霍尔电位差的电势差。

霍尔电势差具有如下的特点：
1. 与导体中的电流强度和方向、磁场的强度和方向有关。

2. 与导体的材质和尺寸有关。

3. 在一定温度下保持不变。

利用霍尔效应测磁场的方法一般是：在一个带有导电层的锡烯片上，布置一个恒定的电流，使电流垂直于锡烯片的面板。

当这个锡烯片处于磁场中时，由于磁场的作用，电子流将发生侧向偏转，形成了电荷不平衡的区域，从而会产生一个电压，这个电压就是霍尔电势差。

这个电压的大小正比于锡烯片的电流强度和磁场的强度，与电流方向和磁场方向成正比例和反比例关系。

因此，可以测量霍尔电势差，然后根据其大小来推导出磁场的强度和方向。

霍尔效应在电子技术中有广泛的应用，例如：在集成电路中，可以利用霍尔效应来检测物体的位置、速度和方向；在机器人技术中，也可以利用霍尔效应来测量机器人的位置和朝向等。

此外，霍尔效应还可以用于制备陀螺仪、磁场传感器、匀速电机等。

总之，霍尔效应是电子技术中一项重要的研究内容，具有广泛的应用价值。

利用霍尔效应测量磁场的原理

利用霍尔效应测量磁场的原理一、引言霍尔效应是一种用于测量磁场的重要原理，它利用了材料中的载流子在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生的电势差来进行测量。

本文将详细介绍利用霍尔效应测量磁场的原理。

二、霍尔效应基础知识1. 霍尔效应定义霍尔效应是指当把一个导体置于外加磁场中时，在导体内部会形成一定大小和方向的电势差，这种现象称为霍尔效应。

2. 霍尔电压公式在一个宽度为w、长度为l、厚度为t的导体内，当通过该导体沿着x 轴方向有电流I流过时，如果该导体放置在磁感强度B垂直于x轴方向的外加磁场中，则在y轴方向会出现一个电势差VH。

其中，VH与I、B以及l、w和t之间存在如下关系：VH = RHB * I * B其中RHB称为霍尔系数或霍尔常数，它与材料有关。

3. 霍尔系数公式对于n型半导体材料而言，其霍尔系数RHB可表示为：RHB = 1/ne其中，n为半导体中的载流子浓度，e为电子电荷。

4. 霍尔效应的应用霍尔效应广泛应用于磁场测量、传感器、电子元件等领域。

其中，利用霍尔效应进行磁场测量是其最重要的应用之一。

三、利用霍尔效应测量磁场的原理1. 测量原理利用霍尔效应进行磁场测量的原理基于以下两个方面：（1）材料中载流子在磁场中受到洛伦兹力的作用而产生电势差；（2）在材料内部形成沿着磁场方向的电势差，在外部形成垂直于磁场方向的电势差。

根据这两个方面，可以通过将一个材料放置在外加磁场中，并通过测量该材料内部沿着磁场方向和垂直于磁场方向的电势差来确定外加磁场强度大小和方向。

2. 测量步骤利用霍尔效应进行磁场测量需要按以下步骤进行：（1）选择合适的半导体材料：选择具有良好霍尔效应的半导体材料，如InSb、InAs等。

（2）制备霍尔元件：将半导体材料制成一定尺寸的薄片，然后在薄片上制作电极。

（3）放置在磁场中：将霍尔元件放置在外加磁场中，并通过电流源给霍尔元件提供一定大小的电流。

（4）测量电势差：通过两个电极间的电势差来测量沿着磁场方向和垂直于磁场方向的电势差，从而确定外加磁场强度大小和方向。

大学物理实验讲义实验12-用霍尔效应法测量磁场

大学物理实验讲义实验12-用霍尔效应法测量磁场实验目的：1.熟悉霍尔效应的基本原理。

2.掌握用霍尔效应法测量磁场的方法。

3.了解LCR电路的基本原理及其在霍尔效应实验中的应用。

实验原理：1.霍尔效应当一个半导体片被放置在一个磁场中时，正常的电流方向将被改变，这是霍尔效应的重要特征。

在一个横向磁场中，电子将受到一个力，使它们沿一个轴移动，这个轴垂直于电流和磁场之间的平面。

由于电荷的分布而产生的电压称为霍尔电压，它与磁感应强度和电流成正比。

2.LCR谐振电路LCR谐振电路是一种电路，可以在给定频率下将电压最小化。

它包括一个电感，一个电容和一个电阻器。

在特定的谐振频率下，当电感和电容的电流达到平衡时，电阻器的电流将为零。

这时电路的表现出来的阻抗是最小的，因此在谐振频率下可以测量出磁场。

实验器材：霍尔效应实验装置、电源、导线、万用表、量角器、磁铁。

实验步骤：1.首先将霍尔效应实验装置放在静磁场中，并用万用表确认磁场的磁感应强度。

2.将红色电缆夹子连接到霍尔片上的直流电极，将黑色夹子连接到其左边的垂直电极，用导线将电缆夹子连接到电源上。

3.用万用表检查电源输出电压的值。

将电源输出电压调整到所需的范围。

4.将量角器放在霍尔片上，测量电流通过载流电极时，霍尔片的垂直电极与磁场之间的夹角。

5.打开电源，调整电流强度至所需范围。

6.将电阻器调至LCR电路上的电阻元件的最佳位置。

7.使用万用表或示波器测量在谐振频率下所具有的最小值。

8.再次使用量角器，测量电流通过霍尔片时，霍尔电压与磁场之间的夹角。

9.用霍尔电压和磁感应强度计算出霍尔常数。

1.通过等式VH = IBZH / e d，我们可以计算出横向电场的霍尔电压，其中IB是电流，ZH是霍尔电阻，e是电子的带电量，d是半导体晶片的厚度。

3.使用等式R = V/IH计算出霍尔电阻。

实验结果分析：通过实验数据处理，我们可以计算出霍尔电阻和霍尔常数，并使用它们来确定磁场的强度。

用霍尔效应测量磁场实验报告

用霍尔效应测量磁场实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、学会使用霍尔效应测量磁场的方法。

3、掌握霍尔电压的测量和数据处理。

二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。

假设导体中的载流子是自由电子，它们在电场 E 和磁场 B 的作用下会受到洛伦兹力 F ＝ e(v×B)，其中 e 为电子电荷量，v 为电子的平均定向移动速度。

当电子受到的洛伦兹力与电场力平衡时，即 e(v×B) ＝ eE，可得 E ＝ v×B。

此时在垂直于电流和磁场的方向上会产生霍尔电场 EH，霍尔电场对电子的作用力与洛伦兹力方向相反。

当霍尔电场对电子的作用力与洛伦兹力相等时，达到稳定状态，此时霍尔电压 VH ＝ EH·b，其中 b为导体在磁场方向上的宽度。

根据霍尔效应的公式：VH ＝ KH·I·B，其中 KH 为霍尔元件的灵敏度，I 为通过霍尔元件的电流，B 为磁场强度。

三、实验仪器1、霍尔效应实验仪，包括霍尔元件、励磁电流源、工作电流源、数字电压表等。

2、特斯拉计，用于测量磁场强度。

四、实验步骤1、连接实验仪器，将霍尔元件插入实验仪的插槽中，确保连接牢固。

2、调节励磁电流源，使磁场强度逐渐增加，同时记录对应的霍尔电压。

3、改变工作电流的方向，重复步骤 2，测量并记录数据。

4、用特斯拉计测量磁场强度，与通过霍尔效应测量得到的结果进行对比。

五、实验数据记录与处理｜励磁电流（A）｜工作电流（mA）｜霍尔电压（mV）｜磁场强度（T）｜｜｜｜｜｜｜05|10|25|01|｜05|20|50|01|｜10|10|50|02|｜10|20|100|02|根据实验数据，绘制霍尔电压与励磁电流、工作电流的关系曲线，并通过线性拟合求出霍尔元件的灵敏度 KH。

六、实验结果分析1、从实验数据可以看出，霍尔电压与励磁电流和工作电流都成正比关系，符合霍尔效应的基本原理。

用霍尔效应法测磁场分布

用霍尔效应法测磁场分布实验十四用霍尔效应法测磁场分布测量磁场有许多方法，如霍尔效应法、感应法、冲击法和核磁共振法等。

选用什么方法取决于被测磁场的类型和强弱。

本实验主要介绍霍尔效应法。

它具有测量原理和方法简单、探头体积小、测量敏捷，并能直接连续读数等优点。

利用霍尔效应还可制成测量磁场的特斯拉计（又称高斯计），可测量半导体材料参数等。

[实验目的]1. 了解利用霍尔效应法测量磁场的原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2. 学习用"对称测量法"消除副效应的影响，测试霍尔器件的和曲线。

3. 测试螺线管内部的B-X（水平磁场分布）曲线。

[实验原理]1．霍尔效应将通有电流的半导体薄片置于匀强磁场中，如图14-1所示。

如果电流I沿X方向，磁场B沿Z方向，则在y方向上的两截面（M，N）间就会有电位差出现，这种现象是霍尔在1879年发现的，故称霍尔效应。

横向电位差VH称为霍尔电压。

该半导体薄片称为霍尔元件。

霍尔效应是运动载流子（电子或空穴）在磁场中受到洛仑兹力的作用而产生的。

2．霍尔电压VH与外磁场B的关系（特斯拉计原理）若霍尔元件为宽l,厚h的N型半导体，如图14-1（a）所示。

设电子的电荷为e ，速度为v，它在磁场中受到的洛仑兹力Fm= - ev×B,并指向M面，造成电子流发生偏转，而有部分电子聚积于M面上，使M，N之间建立了电场E，该电场又对电子具有反方向的静电力Fe=eE，随着电子向M侧继续积累，该电场也逐渐增强。

直到Fe= - Fm，达到平衡，在M，N间形成稳定的霍尔电场EH。

于是在霍尔片M，N间产生一稳定的电位差VH，此即为霍尔电压。

这时：- eEH = Fe = - Fm = ev×BEH = -v×B当三者互相垂直时，霍尔电场为 EH = vB并指向y轴负向。

在M，N间产生的霍尔电压为VH = l EH = lv B设该片电子浓度为n，则有I = nevlh所以霍尔电压为 (14-1)式中称为霍尔系数，它决定于材料的性质（种类、截流子浓度等）；称为霍尔灵敏度，它决定于材料的性质和几何尺寸，对于确定的霍尔片来说它是一个常数，现常用单位是mV/(mA·kGs),或mV/(mA·T)。

霍尔效应法测磁场的实验报告

霍尔效应法测磁场的实验报告一、实验目的本实验旨在通过霍尔效应法测量磁场强度，并掌握霍尔效应的基本原理和测量方法。

二、实验原理1. 霍尔效应霍尔效应是指在一个导体中，当有电流通过时，在该导体中产生横向磁场时，将会出现一种电势差，这种现象就称为霍尔效应。

该电势差与磁场强度、电流大小以及材料特性有关。

2. 霍尔元件霍尔元件是利用霍尔效应制造的元器件，它可以将磁场转化为电信号输出。

通常采用n型半导体材料制成，具有高灵敏度和线性度好等特点。

3. 测量方法利用霍尔元件可以测量磁场强度。

首先将待测磁场垂直于霍尔元件所在平面，然后通过调整外加直流电压的大小和方向，使得霍尔元件输出的电势差为零。

此时所加直流电压即为待测磁场强度。

三、实验器材1. 霍尔元件2. 直流稳压电源3. 万用表4. 磁铁5. 铜线四、实验步骤1. 将霍尔元件固定在试验台上，并将其与直流稳压电源和万用表连接好。

2. 将磁铁放置在霍尔元件旁边，调整其位置和方向，使得磁场垂直于霍尔元件所在平面。

3. 通过调整直流稳压电源的输出电压大小和方向，使得万用表读数为零。

此时所加直流电压即为待测磁场强度。

4. 更换不同大小的磁铁，重复以上步骤，记录不同磁场下的电势差和电流值。

五、实验结果分析1. 数据处理根据实验数据计算出不同磁场下的电势差和电流值，并绘制出它们之间的关系图。

通过拟合曲线可以得到待测磁场强度与输出电势差之间的函数关系式。

2. 实验误差分析在实际操作中，由于仪器精度、环境温度等因素的影响，可能会产生一定误差。

此时需要对数据进行处理，并考虑误差来源及其影响程度。

六、实验结论通过本次实验可以得出以下结论：1. 霍尔效应是一种将磁场转化为电信号输出的现象，其电势差与磁场强度、电流大小以及材料特性有关。

2. 利用霍尔元件可以测量磁场强度，通过调整外加直流电压的大小和方向，使得霍尔元件输出的电势差为零，此时所加直流电压即为待测磁场强度。

3. 在实际操作中，需要考虑仪器精度、环境温度等因素对实验结果的影响，并进行误差分析和数据处理。

霍尔法测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场

一、实验目的
1.了解霍尔法测量磁场的基本原理。 2.掌握仪器使用方法。 3.熟练掌握霍尔法测量亥姆霍兹线圈磁场的
方法
实验原理
一.载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1载流圆线圈磁场
一半径为Ｒ，通以电流Ｉ的圆线圈，轴线上磁场的
公式为：
B
2(
0
R2
N
0 IR X2
2
)
3
/
2（1）
式中N0为圆线圈的匝数，X为轴上某一点到圆心O 的距离。 0 4 10 7 H / m
本实验取Ｎ０＝500匝，Ｉ＝500mＡ，
Ｒ＝110mm，圆心O处x ＝0，可算得圆电流线圈磁感应强度B=1.43mT。它的分布图如下图1所示。
1.2亥姆霍兹线圈
1）所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴，使线圈上通以同方向电流I 。
2）理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的。
2、测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布
按图接线，然后在励磁电流为零的情况下将磁感应强度清零。 ▪ 调节磁场测量仪的励磁电流调节电位器，使表头显示值为500mＡ,此时毫特计表头应显示一对应的磁感应强度B值。 ▪ 以亥姆霍兹线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm 测一磁感应强度B的值，测量过程中注意保持励磁电流值不变。
3）本实验亥姆霍兹线圈中心磁感应强度
B
0 N0 I
2R
16 3
52
=1.43×1.431mT =2.05mT
它的分布图如下图2所示
图1 单个圆环线圈磁场分布
图2 亥姆霍兹线圈磁场分布
二、霍尔效应法测磁场

利用霍尔效应测磁场

1
（２）由RH求载流子浓度n。即 n RH e 。应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的，严格一点，如果考虑载流子
的速度统计分布，需引入 3 的修正因子（可参阅黄昆、谢希德著《半
导体物理学》）。8 Nhomakorabea（3）结合电导率的测量，求载流子的迁移率。电导率与载流子浓度 n以及迁移率之间有如下关系：
霍尔效应实验仪示意图
【实验原理】
1 ．霍尔效应
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引
起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转
就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的
横向电场，即霍尔电场。
EH
霍尔电场是阻止载流子
继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力
然后求、、和的代数平均值。
VH
V1 V2
V3 V4 4
（6）
通过上述的测量方法，虽然还不能消除所有的副效应，但其引入的误
差不大，可以略而不计。
（2）电导率的测量
【实验内容】
注意事项
【思考题】
只要测出（伏）以及知道（安）、（高斯）和（厘米）可按下式计算
（厘米3／库仑）：
（4）
2．霍尔系数与其它参数间的关系
根据可进一步确定以下参数：
（1）由的符号（或霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。判别的
方法是按图1所示的和的方向，若测得的
即点电位高于
点的电位，则为负，样品属N型；反之则为P型。
相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故有
（1）
（a）
（b）
设试样的宽为b，厚度为d，

霍尔元件测量磁场的原理

霍尔元件测量磁场的原理
霍尔效应法是一种测量磁场的方法，它利用了霍尔效应的原理。

所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。

霍尔电位差UH的基本关系为UH=RHIB/dRH=1/ng（金属）式中RH一霍尔系数：n一单位体积内载流子或自由电子的个数q——一电子电量：一通过的电流：B一垂直于的磁感应强度：d一导体的厚度。

霍尔效应法是一种测量磁场的方法它利用了霍尔效应的原理。

霍尔效应是指当一个电流通过一个导体时如果该导体处于磁场中那么在该导体的两侧会产生一定的电势差这种现象就是霍尔效应。

利用这种效应我们可以测量磁场的强度。

在实验中，我们需要准备一个霍尔元件，它是一种半导体材料，具有一定的电阻率和载流子浓度。

将霍尔元件放置在磁场中，然后通过霍尔元件中的电流测量其两侧的电势差。

根据灌尔效应的公式我们可以计算出磁场的强度。

1/ 1。

霍尔效应测量磁场实验报告

霍尔效应测量磁场实验报告霍尔效应测量磁场实验报告引言：霍尔效应是指当电流通过导体时，垂直于电流方向的磁场会引起导体中的电荷分布不均匀，从而产生电势差。

这一效应在磁场测量中有着广泛的应用。

本实验旨在通过使用霍尔效应测量磁场的方法，了解霍尔效应的原理，并通过实验验证霍尔效应的可行性。

实验仪器和材料：1. 霍尔效应测量仪2. 磁铁3. 电源4. 导线5. 铜片实验步骤：1. 将霍尔效应测量仪连接到电源上，确保电源正常工作。

2. 将磁铁放置在霍尔效应测量仪的一侧，使其产生一个均匀的磁场。

3. 将铜片固定在测量仪的另一侧，使其与磁场垂直。

4. 调整电源的电流大小，记录下相应的电势差值。

5. 移动磁铁的位置，重复步骤4，记录不同位置下的电势差值。

6. 根据记录的数据，绘制出电势差与磁场强度的关系曲线。

实验结果：根据实验数据绘制的曲线显示，电势差与磁场强度之间存在线性关系。

随着磁场强度的增加，电势差也随之增加。

这一结果与霍尔效应的原理相符。

讨论：在本实验中，我们利用霍尔效应测量了磁场的强度。

霍尔效应的基本原理是，当导体中的电荷受到磁场的作用时，会在导体内部产生一个电势差。

通过测量这个电势差，我们可以间接地得到磁场的强度。

在实验中，我们使用了铜片作为导体。

铜具有良好的电导率和热导率，因此非常适合用于霍尔效应的测量。

通过调整电流大小和移动磁铁的位置，我们可以得到不同磁场强度下的电势差值。

通过绘制电势差与磁场强度的关系曲线，我们可以得到一个直观的结果。

实验结果显示，电势差与磁场强度之间存在线性关系。

这一结果与霍尔效应的原理相符。

根据霍尔效应的数学表达式，电势差与磁场强度之间的关系应该是线性的。

因此，我们的实验结果验证了霍尔效应的可行性。

结论：通过本实验，我们成功地利用霍尔效应测量了磁场的强度。

实验结果显示，电势差与磁场强度之间存在线性关系，这与霍尔效应的原理相符。

因此，我们可以得出结论，霍尔效应是一种可靠的测量磁场的方法。

霍尔效应法测量螺线管磁场分布

霍尔效应法测量螺线管磁场分布1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究载流导体在磁场中受力性质时发现了一种电磁现象，此现象称为霍尔效应，半个多世纪以后，人们发现半导体也有霍尔效应，而且半导体霍尔效应比金属强得多。

近30多年来，由高电子迁移率的半导体制成的霍尔传感器已广泛用于磁场测量和半导体材料的研究。

用于制作霍尔传感器的材料有多种:单晶半导体材料有锗，硅；化合物半导体有锑化铟，砷化铟和砷化镓等。

在科学技术发展中，磁的应用越来越被人们重视。

目前霍尔传感器典型的应用有：磁感应强度测量仪(又称特斯拉计)，霍尔位置检测器，无接点开关，霍尔转速测定仪，100A-2000A 大电流测量仪，电功率测量仪等。

在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。

近年来，霍尔效应实验不断有新发现。

1980年德国冯·克利青教授在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是近年来凝聚态物理领域最重要发现之一。

目前对量子霍尔效应正在进行更深入研究，并取得了重要应用。

例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测定光谱精细结构常数等。

通过本实验学会消除霍尔元件副效应的实验测量方法，用霍尔传感器测量通电螺线管内激励电流与霍尔输出电压之间关系，证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比；了解和熟悉霍尔效应重要物理规律,证明霍尔电势差与霍尔电流成正比；用通电长直通电螺线管轴线上磁感应强度的理论计算值作为标准值来校准或测定霍尔传感器的灵敏度，熟悉霍尔传感器的特性和应用；用该霍尔传感器测量通电螺线管内的磁感应强度与螺线管轴线位置刻度之间的关系，作磁感应强度与位置刻线的关系图，学会用霍尔元件测量磁感应强度的方法.实验原理1．霍尔效应霍尔元件的作用如图1所示.若电流I 流过厚度为d 的半导体薄片，且磁场B 垂直作用于该半导体,则电子流方向由于洛伦茨力作用而发生改变，该现象称为霍尔效应，在薄片两个横向面a 、b 之间与电流I ，磁场B 垂直方向产生的电势差称为霍尔电势差.霍尔电势差是这样产生的：当电流I H 通过霍尔元件（假设为P 型）时，空穴有一定的漂移速度v ，垂直磁场对运动电荷产生一个洛仑兹力)(B v q F B ⨯= （1）式中q 为电子电荷，洛仑兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场E ，直到电场对载流子的作用力F E ＝qE 与磁场作用的洛仑兹力相抵消为止，即 qE B v q =⨯)( （2）这时电荷在样品中流动时不再偏转，霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。

霍尔效应测磁场实验报告[共7篇]

篇一：霍尔元件测磁场实验报告用霍尔元件测磁场前言：霍耳效应是德国物理学家霍耳（a.h.hall 1855—1938）于1879年在他的导师罗兰指导下发现的。

由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。

六十年代以来，随着半导体工艺和材料的发展，这一效应才在科学实验和工程技术中得到了广泛应用。

利用半导体材料制成的霍耳元件，特别是测量元件，广泛应用于工业自动化和电子技术等方面。

由于霍耳元件的面积可以做得很小，所以可用它测量某点或缝隙中的磁场。

此外，还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。

近年来霍耳效应得到了重要发展，冯﹒克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子霍耳效应，它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。

在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍耳器件，会有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验，对今后的工作将大有益处。

教学目的：1. 了解霍尔效应产生的机理，掌握测试霍尔器件的工作特性。

2. 掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。

3. 学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。

教学重难点： 1. 霍尔效应2. 霍尔片载流子类型判定。

实验原理如右图所示，把一长方形半导体薄片放入磁场中，其平面与磁场垂直，薄片的四个侧面分别引出两对电极（m、n和p、s），径电极m、n 通以直流电流ih，则在p、s极所在侧面产生电势差，这一现象称为霍尔效应。

这电势差叫做霍尔电势差，这样的小薄片就是霍尔片。

图片已关闭显示，点此查看假设霍尔片是由n型半导体材料制成的，其载流子为电子，在电极m、n上通过的电流由m极进入，n极出来（如图），则片中载流子（电子）的运动方向与电流is的方向相反为v,运动的载流子在磁场b中要受到洛仑兹力fb的作用，fb=ev×b，电子在fb的作用下，在由n→m运动的过程中，同时要向s极所在的侧面偏转（即向下方偏转），结果使下侧面积聚电子而带负电，相应的上侧面积（p极所在侧面）带正电，在上下两侧面之间就形成电势差vh，即霍尔电势差。

大学物理实验讲义实验12用霍尔效应法测量磁场

实验 16 用霍尔效应法测量磁场在工业生产和科学研究中，经常需要对一些磁性系统或磁性材料进行测量，被测磁场的范围可从 10 15 ~ 103 T（特斯拉），测量所用的原理涉及到电磁感应、磁光效应、热磁效应等。

常用的磁场测量方法有核磁共振法、电磁感应法、霍尔效应法、磁光效应法、超导量子干涉器件法等近十种。

一般地，霍尔效应法用于测量 10 4 ~ 10 T 的磁场。

此法结构较简单，灵敏度高，探头体积小、测量方便、在霍尔器件的温度范围内有较好的稳定性。

但霍尔电压和内阻存在一定的温度系数，并受输入电流的影响，所以测量精度较低。

用半导体材料制成的霍尔器件，在磁场作用下会出现显著的霍尔效应，可用来测量磁场、霍尔系数、判断半导体材料的导电类型（ N 型或 P 型）、确定载流子（作定向运动的带电粒子）浓度和迁移率等参数。

如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量电测、自动控制和信息处理等方面，如测量强电流、压力、转速等，在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更为广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验，对于日后的工作将有益处。

【实验目的】1.了解霍尔效应产生的机理。

2.掌握用霍尔器件测量磁场的原理和基本方法。

3.学习消除伴随霍尔效应的几种副效应对测量结果影响的方法。

4.研究通电长直螺线管内轴向磁场的分布。

【仪器用具】TH-H/S 型霍尔效应 /螺线管磁场测试仪、TH-S 型螺线管磁场实验仪。

【实验原理】1.霍尔效应产生的机理置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，载流体的两侧会产生一电位差，这个现象是美国霍普斯金大学二年级研究生霍尔于1879 年发现的，后被称为霍尔效应，所产生的电位差称为霍尔电压。

特别是在半导体样品中，霍尔效应更加明显。

霍尔电压从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

霍尔效应法测磁场实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除霍尔效应法测磁场实验报告篇一：物理实验报告3_利用霍尔效应测磁场实验名称：利用霍耳效应测磁场实验目的：a．了解产生霍耳效应的物理过程；b．学习用霍尔器件测量长直螺线管的轴向磁场分布；c．学习用“对称测量法”消除负效应的影响，测量试样的Vh?Is和Vh?Im曲线；d．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

实验仪器：Th－h型霍尔效应实验组合仪等。

实验原理和方法：1.用霍尔器件测量磁场的工作原理如下图所示，一块切成矩形的半导体薄片长为l、宽为b、厚为d，置于磁场中。

磁场b垂直于薄片平面。

若沿着薄片长的方向有电流I通过，则在侧面A和b间产生电位差Vh?VA?Vb。

此电位差称为霍尔电压。

半导体片中的电子都处于一定的能带之中，但能参与导电的只是导带中的电子和价带中的空穴，它们被称为载流子。

对于n型半导体片来说，多数载流子为电子；在p型半导体中，多数载流子被称为空穴。

再研究半导体的特性时，有事可以忽略少数载流子的影响。

霍尔效应是由运动电荷在磁场中收到洛仑兹力的作用而产生的。

以n型半导体构成的霍尔元件为例，多数载流子为电子，设电子的运动速度为v，则它在磁场中收到的磁场力即洛仑兹力为Fm??ev?bF的方向垂直于v和b构成的平面，并遵守右手螺旋法则，上式表明洛仑兹力F的方向与电荷的正负有关。

自由电子在磁场作用下发生定向便宜，薄片两侧面分别出现了正负电荷的积聚，以两个侧面有了电位差。

同时，由于两侧面之间的电位差的存在，由此而产生静电场，若其电场强度为ex，则电子又受到一个静电力作用，其大小为Fe?eex电子所受的静电力与洛仑兹力相反。

当两个力的大小相等时，达到一种平衡即霍尔电势不再变化，电子也不再偏转，此时，ex?bV两个侧面的电位差Vh?exb由I?nevbd及以上两式得Vh?[1/(ned)]Ib其中：n为单位体积内的电子数；e为电子电量；d为薄片厚度。

令霍尔器件灵敏度系数则Vh?IsVh?KhIb若常数Kh已知，并测定了霍尔电动势Vh和电流I就可由上式求出磁感应强度b的大小。

磁场分布测试实验报告

一、实验目的1. 了解磁场分布的基本原理和测量方法。

2. 掌握使用霍尔传感器进行磁场分布测量的操作步骤。

3. 分析不同形状和结构的磁场分布特点。

二、实验器材1. 霍尔传感器2. 圆线圈3. 亥姆霍兹线圈4. 电流表5. 直流电源6. 铁芯7. 导线8. 毕奥-萨伐尔定律计算软件9. 实验平台三、实验原理磁场分布测试是研究磁场在不同空间位置和方向上的分布情况。

通过测量磁场强度、方向和分布规律，可以了解磁场的特性，为实际应用提供理论依据。

1. 霍尔效应：当电流通过霍尔元件时，在垂直于电流和磁场方向的平面上会产生电压，电压大小与磁场强度成正比。

利用霍尔传感器可以测量磁场强度。

2. 毕奥-萨伐尔定律：描述了电流元在空间中产生的磁场，磁场强度与电流、距离和角度有关。

四、实验步骤1. 测试圆线圈磁场分布（1）将霍尔传感器放置在圆线圈轴线上的不同位置，记录磁场强度和方向。

（2）根据毕奥-萨伐尔定律计算圆线圈轴线上的磁场分布。

2. 测试亥姆霍兹线圈磁场分布（1）将霍尔传感器放置在亥姆霍兹线圈轴线上不同位置，记录磁场强度和方向。

（2）根据毕奥-萨伐尔定律计算亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布。

3. 分析不同形状和结构的磁场分布特点（1）对比圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场分布，分析其优缺点。

（2）结合实验数据，探讨不同形状和结构的磁场分布规律。

五、实验结果与分析1. 圆线圈磁场分布：圆线圈轴线上的磁场分布呈对称分布，随着距离的增加，磁场强度逐渐减弱。

2. 亥姆霍兹线圈磁场分布：亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布较为均匀，磁场强度随距离的增加而逐渐减弱。

3. 分析与讨论（1）圆线圈磁场分布具有对称性，但磁场强度分布不均匀，适用于特定场合。

（2）亥姆霍兹线圈磁场分布均匀，适用于需要均匀磁场分布的场合。

（3）不同形状和结构的磁场分布特点与其设计目的和应用场景密切相关。

六、实验结论1. 通过实验，掌握了使用霍尔传感器进行磁场分布测量的操作步骤。

磁场分布的实验报告

一、实验目的1. 理解磁场分布的基本原理。

2. 学习使用霍尔效应原理测量磁场。

3. 掌握使用霍尔元件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。

4. 分析载流圆线圈及亥姆霍兹线圈的磁场分布，验证磁场叠加原理。

二、实验原理磁场分布是电磁学中的一个重要内容，通过实验可以了解磁场的基本特性和分布规律。

实验主要基于以下原理：1. 毕奥-萨伐尔定律：载流线圈在空间某点的磁感应强度与电流强度、线圈半径和该点到线圈中心的距离有关。

2. 霍尔效应：当电流垂直于磁场通过半导体时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生电压，称为霍尔电压。

3. 磁场叠加原理：多个磁场在同一空间叠加时，总磁场等于各磁场矢量和。

三、实验仪器1. 圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台2. 高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计3. 三位半数字式电流表4. 直流稳流电源组合仪5. 霍尔元件6. 传感器探头7. 不锈钢直尺8. 铝合金靠尺四、实验步骤1. 准备实验平台：将圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台放置在平稳的工作台上，确保平台水平。

2. 连接仪器：将毫特斯拉计、电流表和稳流电源与实验平台连接好。

3. 测量载流圆线圈磁场：- 通电圆线圈，调节电流强度。

- 使用霍尔元件测量圆线圈轴线上的磁场强度。

- 记录不同位置的磁场强度数据。

4. 测量亥姆霍兹线圈磁场：- 通电亥姆霍兹线圈，调节电流强度。

- 使用霍尔元件测量亥姆霍兹线圈轴线上的磁场强度。

- 记录不同位置的磁场强度数据。

5. 绘制磁场分布图：- 根据实验数据，绘制载流圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场分布图。

- 分析磁场分布特点，验证磁场叠加原理。

五、实验结果与分析1. 载流圆线圈磁场分布：通过实验数据，可以绘制出载流圆线圈轴线上的磁场分布图。

观察发现，磁场强度在圆线圈中心最大，随着距离的增加逐渐减小。

2. 亥姆霍兹线圈磁场分布：通过实验数据，可以绘制出亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布图。

观察发现，磁场强度在亥姆霍兹线圈中心附近最大，且两侧磁场强度对称。