FD-HM-I亥姆霍兹线圈磁场测定仪说明书(100318修订)
亥姆霍兹线圈磁场实验报告
亥姆霍兹线圈磁场实验报告亥姆霍兹线圈磁场实验报告引言：磁场是我们日常生活中常常接触到的物理现象之一。
为了更好地理解和研究磁场的特性，科学家们进行了许多实验。
本实验报告将介绍亥姆霍兹线圈磁场实验的过程和结果，并探讨其在科学研究和应用中的意义。
实验目的：本实验的目的是通过制作亥姆霍兹线圈并测量其磁场强度，验证亥姆霍兹线圈的磁场特性，并了解磁场对物体的影响。
实验装置和原理：实验中使用的主要装置是亥姆霍兹线圈，它由两个平行的同轴线圈组成，每个线圈上有N个匝数。
当通过线圈的电流为I时，可以产生均匀的磁场。
亥姆霍兹线圈的磁场强度可以通过以下公式计算得出：B = (μ0 * N * I) / (2 * R)其中，B表示磁场强度，μ0是真空中的磁导率，N是线圈的匝数，I是通过线圈的电流，R是线圈半径。
实验步骤：1. 制作亥姆霍兹线圈：根据实验要求，选择合适的线圈半径和匝数，使用导线绕制两个平行的同轴线圈，并将其固定在一个支架上。
2. 连接电路：将线圈的两端与电源连接，确保电流可以通过线圈。
3. 测量磁场强度：使用磁场强度计或霍尔效应传感器等仪器，在不同位置上测量磁场强度，并记录测量结果。
4. 改变电流强度：通过调节电源的电流大小，改变线圈的电流强度，再次测量磁场强度，并记录结果。
实验结果与分析：根据实验步骤，我们制作了亥姆霍兹线圈并进行了磁场强度的测量。
通过将磁场强度计放置在不同位置上，我们得到了一系列的测量结果。
随着距离线圈中心的距离增加，磁场强度逐渐减小，符合亥姆霍兹线圈的磁场分布特性。
通过改变线圈的电流强度，我们可以观察到磁场强度的变化。
根据磁场强度与电流的线性关系，我们可以验证亥姆霍兹线圈的磁场公式。
实验结果与理论计算值相符，进一步验证了亥姆霍兹线圈的磁场特性。
实验意义：亥姆霍兹线圈磁场实验是研究磁场特性的重要手段之一。
通过实验，我们可以更好地理解磁场的分布规律和影响因素。
亥姆霍兹线圈的磁场特性研究对于电磁学的发展和应用具有重要意义。
亥姆霍兹线圈磁场测量实验报告
亥姆霍兹线圈磁场测量实验报告今天咱们要聊聊亥姆霍兹线圈，这可是个有趣的家伙！想象一下，两个线圈就像一对好朋友，相互靠近，默契十足。
它们的任务呢，就是创造一个均匀的磁场，听起来是不是很高大上？这实验的目的就是测量这个磁场，看看它到底有多“牛”。
我们就像探险者一样，带着一颗好奇的心，去揭开这个磁场的神秘面纱。
在实验开始之前，咱们得先准备好工具。
电源、线圈、磁场探测器……这些东西可少不了。
你知道的，电源就像这场派对的DJ，必须得有它才能让大家嗨起来。
线圈则是舞池中的主角，越转越欢，越转越带劲。
然后是磁场探测器，哎，这个小家伙可是个“侦探”，专门负责捕捉那些微妙的磁场变化，真是个靠谱的伙伴。
把线圈放在一起，调好距离，就像搭建一个小舞台。
之后连接电源，轻轻一按，瞬间就感觉到空气中弥漫着电流的气息。
线圈里开始流动着电，仿佛在欢快地跳舞，伴随着微微的电流声，真让人心情大好。
这时候，咱们的探测器就得派上用场了，慢慢地靠近，准备好记录下它的“表现”。
开始测量啦！每当探测器靠近线圈时，那磁场的变化就像一场奇妙的音乐会，时高时低，宛如交响乐在耳边回响。
测量的过程也是个技术活，得小心翼翼，别让这个小侦探失了分寸。
有时候数据就像个调皮的小孩，让你哭笑不得，跑来跑去，根本捉不住。
不过，没关系，科学就是这么有趣，充满了挑战和惊喜。
随着测量的深入，咱们逐渐收集到了很多数据。
这些数据就像拼图一样，只有把它们组合在一起，才能看到整个画面。
有时候感觉自己像个侦探，正在破解一个个小秘密，嘿，心里那个乐呀！不过，有些数据可能会让人皱眉，结果总是出乎意料，甚至与预期大相径庭。
可是，科学嘛，哪能总是一帆风顺呢？遇到困难才更能激发我们解决问题的灵感。
咱们终于整理出了完整的实验结果。
看着这些数据，心中不禁感慨万千。
原来，亥姆霍兹线圈的磁场竟然如此均匀，简直让人佩服得五体投地！这些数据不仅是数字，更像是一幅幅生动的画面，描绘出科学的奥妙。
通过这次实验，我们不仅学到了磁场的基本知识，更感受到了探索科学的乐趣。
亥姆霍兹线圈磁场测定实验报告模板
B(x) x O图3.3.1 载流线圈轴线上磁场B(x) xO 图3.2.2 亥姆霍兹线圈轴线上磁场实验预习部分 一、实验目的：1.测亥姆霍兹线圈在轴线上的磁场分布。
2.测载流圆线圈在轴线上的磁场分布，验证磁场叠加原理。
3.比较两载流圆线圈距离不同时轴线上磁场分布情况。
二、实验仪器设备：FD-HM-І型磁场测定仪由圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺、铝尺）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳流电源等组成。
三、实验原理一、圆线圈载流圆线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上磁场情况如图1。
根据毕奥萨伐尔定律，轴线上某点的磁感应强度B 为I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ （3.3.1）式中I 为通过线圈的电流强度，N为线圈匝数，R 线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，0μ为真空磁导率。
而圆心处的磁感应强度0B 为I N R B ⋅=200μ（3.3.2）轴线外的磁场分布情况较复杂，这里简略。
二、亥姆霍兹线圈亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，每一线圈N 匝，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的平均半径R 。
其轴线上磁场分布情况如图3.3.2所示，虚线为单线圈在轴线上的磁场分布情况。
这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，故在生产和科研中有较大的实用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
设x 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴xB (x )OB (x )x O实验预习部分线上任一点的磁感应强度大小B '为3/23/22222201222R R B N I R R x R x μ--⎧⎫⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎪⎪'=⋅⋅⋅++++-⎢⎥⎢⎥⎨⎬ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎣⎦⎩⎭（3.3.3）而在亥姆霍兹线圈轴线上中心O 处磁感应强度大小'0B 为003/285N IB Rμ⋅⋅'= （3.3.4）三、双线圈若线圈间距d 不等于R 。
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告
亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告实验目的：1. 掌握亥姆霍兹线圈原理及其构造；2. 熟悉磁场测定的基本方法；3. 使用亥姆霍兹线圈测定磁场的强度，了解其精度；4. 熟悉使用万用表和数字万用表进行电量测量。
实验原理：亥姆霍兹线圈是一种特殊的线圈结构，由两个同轴的环形线圈组成，两个线圈的半径相等，通电方向相反，电流强度相等，在同一轴向上构成匀强磁场。
如果通过两线圈流同向电流，其磁场强度将会倍增。
由于外界物体的磁场强度对线圈的磁场有一定的影响，因此在实验过程中，需要先测定环境中的磁场强度，再将线圈放置于恒定的磁场中，通过测量线圈中的磁场强度差，求得外磁场的强度。
实验器材：亥姆霍兹线圈、数字万用表、长板子、短板子、直流电源等。
实验步骤：1. 将亥姆霍兹线圈放置于平稳的桌面上，用数字万用表测定环境中的磁场强度，记录下读数。
2. 在同一位置，保持线圈不动，通过调节直流电源输出电压，使亥姆霍兹线圈中的磁场强度降低至为0。
记录下此时的电压值，并将其记作$U_0$。
5. 测量亥姆霍兹线圈本身的参数：使用数字万用表测量亥姆霍兹线圈中圈数，环半径等参数。
6. 计算环境中的磁场强度B0：根据数字万用表测量得到的环境磁场强度读数，使用其对应的磁场表值作为环境磁场强度B0。
7. 计算磁场强度B：由均匀磁场的定义，设线圈中磁场$B_1$和$B_2$分别为直流电源输出电压为$U_1$和$U_2$时线圈中磁场的强度，则有$B=\frac{1}{2}(B_1+B_2)$。
8. 计算外界磁场的强度B': 由于亥姆霍兹线圈内自带磁场，需要在计算磁场强度B 时，减去线圈的自感磁场强度$B_{self}$。
因此，有$B'=B-B_{self}$。
9. 计算磁场强度的不确定度：需考虑设备测量误差和环境影响因素的影响，根据不确定度的综合误差计算公式$U=\sqrt {\sum_{i=1}^n u_i}$，其中n为误差项的数目，$u_i$为每一误差项的保守评估。
亥姆霍兹线圈磁场实验指导书
亥姆霍兹线圈磁场的测量实验指导书淮阴工学院物理实验中心2014年9月如果有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流，当线圈间距等于线圈半径时，两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。
故在生产和科研中有较大的实用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
这对线圈称为亥姆霍兹线圈。
【实验目的】1、 观察亥姆霍兹线圈中间磁场的均匀性，验证磁场叠加原理；2、 了解一种得到均匀磁场的实验室方法。
【实验仪器】FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪，A SS 95型集成霍耳传感器，导线。
FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪简图如下：图11、毫特斯拉计2、电流表3、直流电流源4、电流调节旋钮5、调零旋钮6、传感器插头7、固定架8、霍耳传感器9、大理石 10、线圈 注：A 、B 、C 、D 为接线柱A SS 95型集成霍耳传感器就是一种高灵敏度的优质磁场传感器，它的体积小（面积mm mm 34⨯，厚mm 2），其内部具有放大器和剩余电压补偿电路，采用此集成霍耳传感器（配直流数字电压表）制成的高灵敏度毫特计，可以准确测量mT 000.20～的磁感应强度，其分辨率可达T 6101-⨯。
因此，用它探测载流线圈及亥姆霍兹线圈的磁场，准确度比用探测线圈高得多。
用高灵敏度集成霍耳传感器测量T T 35102101--⨯⨯～弱交、直流磁场的方法已在科研与工业中广泛应用。
【实验原理】一．根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ （1）式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度0B 为：I N RB ⋅=200μ （2）轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
二．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
电磁测量仪产品说明书
ElettrologiaCampo magneticoCampo geomagneticoDETERMINAZIONE DELLE COMPONENTI ORIZZONTALE E VERTICALE DEL CAMPO GEOMAGNETICO.UE3030700 04/16 MEC/UDFig. 1: Disposizione per la misurazione.BASI GENERALILa terra è circondata da un campo geomagnetico, prodot-to dalla cosiddetta geodinamo. In prossimità della super-ficie terrestre il campo è simile al campo magnetico gene-rato da un dipolo, le cui linee di campo partono dall’emisfero terrestre meridionale per poi rientrare nel’emisfero settentrionale. L’angolo tra la direzione del campo geomagnetico e il piano orizzontale viene detto inclinazione. La componente orizzontale del campo geo-magnetico corre essenzialmente parallelamente alla dire-zione nord-sud. Poiché la crosta terrestre è magnetizzata in modo diverso, si verificano scostamenti a livello loca-le; questo fenomeno è denominato declinazione.Fig. 2: Rappresentazione delle componenti dei campi magne-tici esaminati nell’esperimento e definizione del rel ativo angolo.Nell’esperimento vengono esaminati l’inclinazione e l’intensità, nonché la componente orizzontale e verticale del campo geomagnetico nel punto di misurazione. Si applica la correlazione (Fig. 2):(1) v h tan B B =⋅αα: InclinazioneB h : Componente orizzontale B v : Componente verticale e(2) B È pertanto sufficiente determinare le grandezze B h e α, per poter determinare anche le altre due.L’inclinazione α viene rilevata utilizzando un inclinatorio. Per determinare la componente orizzontale B h lo stesso inclinato-rio sull’orizzontale viene orientato in modo tale che l’ago di bussola integrato, che tende a disporsi parallelamente alla componente orizzontale, sia puntato sullo 0. Una coppia di bobine di Helmholtz genera un campo magnetico orizzontale supplementare B HH perpendicolare a B h determinando la rotazione dell’ago di un angolo β. Come da Fig. 2, vale(3)HHhtan B B =β Ai fini del miglioramento dell’accuratezza del dato, questa misurazione viene eseguita per diversi angoli β.ELENCO DEGLI STRUMENTI1 Bobine di Helmholtz da 300 mm 1000906 (U8481500) 1 Alimentatore CC 0-20 V, 0-5 A @230V 1003312 (U33020-230) o 1 Alimentatore CC0-20 V, 0-5 A @115V1003311 (U33020-115) 1 Multimetro digitale P1035 1002781 (U11806) 1 Inclinatorio E1006799 (U8495258) 1 Reostato a corsoio 100 Ω 1003066 (U17354) 1 Set di 15 cavi di sicurezza per esperimenti, 75 cm1002843 (U138021)MONTAGGIO E ESECUZIONENota:Preparare l'esperimento su una superficie orizzontale e piana posta in un luogo in cui la misurazione non sia soggetta a interferenze magnetiche ambientali.Determinazione della componente orizzontale B h ∙Per mezzo del volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia parallelo alla superficie di appoggio.In questo modo l'ago della bussola si orienta sempre lungo la componente orizzontale del campo geomagnetico. ∙Ruotare l'inclinatorio sulla piastra di base in modo tale che le tacche 0° del cerchio graduato corrispondano alla direzione dell'ago della bussola.∙Spingere le bobine di Helmholtz sopra l'inclinatorio, fin-ché quest'ultimo non si trovi al centro fra le bobine (fig. 1) e l'asse delle bobine di Helmholtz non sia perpendicolare alla direzione dell'ago della bussola.∙ Collegare in serie le bobine di Helmholtz, il multimetro digita-le e il potenziometro scorrevole all'alimentatore (fig. 1). ∙ Regolare il potenziometro scorrevole su 100 Ω.∙Accendere l'alimentatore e aumentare la corrente, alzan-do la tensione tramite il regolatore fine di tensione conti-nua, finché la direzione dell'ago della bussola non corri-sponda alle tacche 5° del cerchio graduato. Annotare l'angolo di deviazione β = 5° nella tab. 1. Leggere sul multimetro il valore di corrente I e annotarlo nella tab. 1. ∙Aumentare progressivamente la corrente, in modo tale che l'angolo di deviazione si ingrandisca di 5° alla volta fino a raggiungere β = 75°. Annotare rispettivamente l'angolo di deviazione e il valore di corrente nella tab. 1. Quando il regolatore fine di tensione continua raggiunge la battuta, aumentare la corrente riducendo la resistenza mediante il potenziometro scorrevole.Determinazione dell’i nclinazione α ∙Per mezzo del volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia parallelo alla superficie di appoggio.In questo modo l'ago della bussola si orienta sempre lungo la componente orizzontale del campo geomagnetico. ∙Ruotare l'inclinatorio sulla piastra di base in modo tale che le tacche 0° del cerchio graduato corrispondano alla direzione dell'ago della bussola.∙Mediante il volantino ruotare l'inclinatorio in modo tale che il piano del cerchio graduato e dell'ago della bussola sia perpendicolare alla superficie di appoggio. ∙ Attendere che l'ago della bussola si fermi.∙ Leggere l'angolo dell'inclinatorio α1 sul cerchio graduato dell'inclinatorio e annotarlo nella tab. 2.∙ Mediante il volantino ruotare l'inclinatorio di 180°. ∙ Attendere che l'ago della bussola si fermi.∙ Leggere l'angolo dell'inclinatorio α2 sul cerchio graduato dell'inclinatorio e annotarlo nella tab. 2.3B Scientific GmbH, Rudorffweg 8, 21031 Amburgo, Germania, ESEMPIO DI MISURAZIONE E ANALISITab. 1:I impostate e campimagnetici B HH delle bobine di Helmholtz calcolati in base all'equazione (5).Tab. 2: Inclinazione α determinata dalla media di entrambi ivalori misurati α1 e α2Determinazione della componente orizzontale B h Da (3) consegue che:(4) HH h tan B B =⋅βLa componente orizzontale B h corrisponde alla pendenza di una retta passante per l’origine ch e passa per i punti di misu-ra in un diagramma B HH – tan α.Il campo magnetico B HH della coppia di bobine di Helmholtz può essere determinato in modo semplice. All’interno di una coppia di bobine esso è fortemente omogeneo e proporziona-le all’intensità di co rrente I che attraversa una singola bobina:(5) HH B k I =⋅ con3274Vs 4105Am N k R -⎛⎫=⋅π⋅⋅ ⎪⎝⎭N = 124: Numero di spire R = 147,5 mm: Raggio ∙Calcolare il campo magnetico B HH della coppia di bobine di Helmholtz per tutte le correnti impostate I (tab. 1) in base alla formula (5) e annotare i risultati nella tab. 1.12345050100tan βB HH / T μFig. 3: Diagramma B HH – tan α per la determinazione dellacomponente orizzontale del campo geomagnetico∙ Riportare in un diagramma il campo magnetico B HH infunzione di tan β e unire i punti con una linea retta (fig. 2). ∙Determinare la componente orizzontale B h direttamente dall'incremento lineare. (6) h 23T B =μDeterminazione della componente verticale B dall'inclina-zione α ∙Determinare l'inclinazione α, facendo la media di entram-bi i valori misurati α1 e α2 (tab. 2) e annotare il valore ri-cavato nella tab. 2.∙Determinare la componente verticale in base alla formula (1).(7) v h tan 23T tan60,541T B B =⋅α=μ⋅︒=μDeterminazione del valore complessivo ∙Determinare il valore complessivo del campo magnetico B in base alla formula (2). (8) 47T B =μI valori ottenuti dalla misurazione della componente orizzonta-le e di quella verticale corrispondono in gran parte con i valori riportati in letteratura, riferiti all'Europa centrale B h = 20 μT e B = 44 μT.。
实验四十三 亥姆霍兹线圈
实验四十三 亥姆霍兹线圈的磁场测量实验目的用霍耳效应法测量载流亥姆霍兹线圈的磁场测量沿其轴线的分布实验仪器FD-HM-I 型亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括亥姆霍兹线圈 95A 型霍尔传感器 不锈钢直尺实验原理1. 霍耳传感器测量磁场的原理霍耳传感器有两对互相垂直的电极，将它放入磁场B 中，使两对电极均垂直与B ，当输入电极通以微弱电流I 0时，则在输出电极产生霍耳电势,0B KI U H =由于H U 正比于B ，所以测量H U 的电压表可按B 值来定标，这样就做成一只特斯拉计。
2. 载流圆线圈轴线上的磁场分布设N 匝圆线圈A 的轴线中心为O ，半径为R ，其上通以电流I ，根据毕 奥-萨伐尔定律，在线圈轴线上距O 点x 处的磁感应强度为：232220)(2x R I NR u B A +=式中0u 为真空磁导率。
在线圈中心O 点，磁感应强度为：RNIu B AO 20=3. 载流亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组合线圈，它由一对半 径为R ，匝数为N ，相互平行，同轴放置的圆形线圈同向串联组成，并且这对线圈的距离R O O =21，亥姆霍兹线圈常用来做弱磁场源。
4. 根据磁场叠加原理求磁感应强度取O 1O 2连线中点O 为坐标原点，如图2，场点P 沿轴线坐标为x ，当两线圈分别通以电流I 时，在P 点产生的磁感应强度分别为2322201)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=x R R INR B μ2322202)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=x R R INR B μO 1和O 2合成磁感应强度为 B 1+B 2=232220)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡++x R R INR μ+232220)2(2⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+x R R INR μ实验步骤1. 开机预热10分钟2．在断开线圈电路的情况下，进行毫特计调零，然后接通线圈1，通以I=100mA 的电流，测量在其轴线上的磁感应强度的分布，在每次改变测点时都要断开线圈电路，进行调零。
亥姆霍兹线圈的测量磁场
实验目的：测量亥姆霍兹线圈中 O1 线圈的磁感应强度沿轴线的分布（B1 x）；测量 O2 线
圈磁感应 强度沿 轴线的 分布（B2 x）；测量亥 姆霍兹 线圈的 磁感应 强度沿 轴线的 分 布
（B1 B2 ) x ;验证磁场叠加原理。
实验原理：
亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线圈，它由一对半径为 R，匝数为 N，
实验步骤：
1. 连接实验仪器； 2. 线圈 1 通电流 I 100mA，测量在其轴线上的磁感应强度分布； 3. 对线圈 2 重复上述操作； 4. 两个线圈同时通电流 I 100mA，测量其轴线上磁感应强度的分布；
5. 以亥姆霍兹线圈轴线中点 O 为坐标原点，分别作 B1 x 曲线和 B2 x 曲
B
8
2
53
0 NI R
，N=500，I=100mA=0.1A , R=10cm
0 4 107 H m 由此可求得 B=1.7190mH
| B理 B求 | 100% B理
即可求得数据的百分误差，结果如表格所示 作图： B1 ~ x
百分比 （%）
0.53 1.50
0 0.68 0.45
（3） （4）
O1 与 O2 合成磁感应强度为
B1 B2
0 NR2I
3
0 NR2I
3
2R2
R
x
2
2
2R2
R
x
2
2
2
2
在坐标原点，磁感应强度为：
（5）
B0
8
3
霍尔法测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场资料
霍尔法测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场资料1. 实验目的1）了解霍尔效应的基本原理和测量方法；3）掌握常用电子仪器的使用方法。
2. 实验原理霍尔效应是指由于导体中存在外加磁场而引起的横向电场现象。
当一个导体在直流磁场中移动时，电子在导体中受到洛伦兹力的作用，使得电子在导体中运动方向的垂直方向上出现了电场，这个现象就称为霍尔效应。
在磁场中，电子的运动方向与磁场方向垂直，因此在运动方向和磁场方向之间存在着洛伦兹力，即F=q（v×B）=qVBsinθ。
因此，在导电材料中，磁场垂直于电流方向时，就会在导体两侧产生电势差。
这即是霍尔效应。
如果把一个霍尔元件放在磁场中，则输出电压U与外加磁场B、霍尔元件的材料与尺寸有关，可以用下面这个公式描述：U=KIB其中，K是霍尔系数，其表征了所用霍尔元件特征；I是电流强度；B是磁场强度。
圆线圈是一种通电后产生磁场的器件，由于线圈的导线排列方式和电流方向都对电磁场的分布产生决定性的影响，因此需要通过实验来测量和确定磁场的分布。
亥姆霍兹线圈是由两个半径相同、电流方向相同的同心环形线圈组成，这两个线圈之间的距离等于它们的半径，对于它们产生的磁场，中心区域的磁感应强度基本稳定，因此常用作磁场源。
3. 实验仪器与器材磁场强度测量仪（霍尔元件、磁场探头、电流源）4. 实验步骤4.1 测量圆线圈的磁场（1）在圆线圈的中心点放置霍尔元件和磁场探头；（2）将电流源连接到圆线圈上，调整电流大小，记录不同位置的磁场强度和霍尔元件输出电压值，并画出磁场分布图；（3）比较实验得到的磁场分布图和理论分布图，分析其误差原因。
（1）将亥姆霍兹线圈放置在磁场强度测量仪的测量平台上，并将磁场探头放在亥姆霍兹线圈的中心点处；（2）测量电流为$I=1A$时，在不同距离（$d_1=10cm,d_2=12cm,d_3=14cm$）处的磁场强度和霍尔元件输出电压值，并画出磁场分布图；（3）将电流调整为$I=2A$，重复（2）中的步骤；5. 实验注意事项1）测量时尽量选择较低的电流，以防止线圈烧毁；2）在测量线圈磁场分布时，探头须与线圈距离尽量近，以提高精度；3）实验中要注意读表误差及外界干扰等因素的影响。
亥姆霍兹线圈磁场实验报告
亥姆霍兹线圈磁场实验报告1. 背景亥姆霍兹线圈是一种用于产生均匀磁场的装置，由两个相同半径和间距的同轴圆线圈组成。
在实验中，我们将使用亥姆霍兹线圈来测量其产生的磁场强度与电流的关系，并验证其是否为均匀磁场。
2. 实验目的1.理解亥姆霍兹线圈的结构和原理；2.掌握使用亥姆霍兹线圈测量磁场强度的方法；3.验证亥姆霍兹线圈产生的磁场是否为均匀磁场；4.分析实验结果，得出结论并提出建议。
3. 实验装置和方法3.1 实验装置•亥姆霍兹线圈（包括两个同轴圆线圈、电源和电流控制器）•磁场计•电流表•直流电源•连接线3.2 实验方法1.将亥姆霍兹线圈放置在水平桌面上，调整线圈间距与半径，使其符合实验要求。
2.将直流电源和电流控制器连接到亥姆霍兹线圈上，将电流表连接到电流控制器上，确保电路连接正确。
3.打开直流电源，调节电流控制器使得电流稳定在设定值，记录电流强度。
4.将磁场计垂直放置于亥姆霍兹线圈的中心位置，记录磁场强度值。
5.调节直流电源的电流值，重复步骤3和4，记录一系列不同电流强度下的磁场强度值。
4. 分析与结果4.1 实验数据我们采集了一系列不同电流强度下的磁场强度值，并绘制了磁场强度与电流强度的关系图：电流强度（A）磁场强度（T）0.1 0.0250.2 0.0500.3 0.0750.4 0.1000.5 0.1254.2 数据处理根据测得的磁场强度值和电流强度值，我们可以绘制磁场强度与电流强度的关系图。
在这个图中，我们可以观察到一个线性关系，并计算出磁场强度与电流强度之间的比例系数。
根据电流对磁场产生的影响可以得到以下关系式：B=μ0⋅I⋅N 2⋅R其中，B为磁场强度，μ0为真空介质中磁导率，I为电流强度，N为线圈匝数，R为线圈半径。
通过线性拟合，我们可以得到磁场强度与电流强度之间的比例系数k。
4.3 结果分析通过拟合得到的结果，我们得到了磁场强度与电流强度之间的线性关系，证明亥姆霍兹线圈可以产生均匀的磁场。
科学家实验室电磁钢磁场仪用户指南说明书
3B SCIENTIFIC ® PHYSICSElectromagnet Accessory for Zeeman Effect 1021365Instruction manual11/17 TL/UD1 Axle pin2 Sliding foil3 Pole piece with PE terminal4 Pole piece with stepped hole 5Pair of clamps1. Safety instructionsAttraction by strong magnetic fields can cause the pole pieces to damage the cadmium lamp. ∙Make sure that the pair of screws (safety locks) for both pole pieces are externally flush against the arms of the U-shaped magnet core (Fig. 2).It is possible for the electromagnet to tip over due to its own weight when secured to optical bench D (1002628) by means of optical base D (1009733). ∙ Stabilise the optical bench with the help of a set of feet for optical bench D (1012399). ∙Before putting the cadmium lamp attached to the electromagnet into operation, always ensure first that the PE socket is connected to the ballast and the pole piece with the PE terminal by means of the yellow and green safety lead (protective earth conductor).2. DescriptionThe electromagnet accessory makes up a spe-cial kit intended for the experiment to demon-strate the normal Zeeman effect. It provides a low-friction rotating bearing between the U-shaped core D (1000979) and the optical base D (1009733) and allows pole pieces and the base plate for the cadmium lamp (1021366) to be attached to the U-shaped core D.3. Equipment supplied1 Pole piece with PE terminal 1 Pole piece with stepped hole2 Clamps 1 Axle pin 1 Sliding foilFig. 1: Fully assembled electromagnet with cadmium lamp attached.4. Technical dataPole piece with PE terminalDimensions: 40 x 40 x 70 mm3Pole piece with stepped hole:Dimensions: 40 x 40 x 70 mm3 Diameter ofstepped hole: 5 – 20 mmClamps:Dimensions: 95 x 52 x 16 mm3 approx. Axle pin:Dimensions: 8 x 80 mm2Thread: M8 x 14 mmWeight: 1.6 kg approx.5. Additionally required equipment1 U-shaped core D 10009792 Coils D, 900 turns 1012859 1 Optical base D 1009733 1 Optical bench D, 100 cm 1002628 1 Set of feet for optical bench D 1012399 1 Cadmium lamp with accessories 1021366 1 DC power supply, 1 – 32 V, 0 – 20 A@230 V 1012857 1 Set of 15 experiment leads, 1002840 75 cm, 1mm2In countries with 110-120 V mains voltage, a power supply unit corresponding to the power supply unit 1012857 is required.6. Set-up∙Screw the axle pin as far as possible into the optical base by hand.∙First slip the slide foil with hole and then the U-shaped core with hole onto the axle pin and place them all on the optical base.∙Put the coils onto the arms of the U-shaped core as shown in Fig. 1.∙Put the pole pieces onto the arms of the U-shaped core as shown in Fig. 1. Make sure that the conical poles themselves are direct-ly opposite one another and that the flat ends of the pole pieces are flush against the arms of theU-shaped coil (Fig. 2). Use the two pairs of screws to help with the position-ing.Fig. 2: Pole piece correctly attached to U-shaped core.3B Scientific GmbH ▪ Rudorffweg 8 ▪ 21031 Hamburg ▪ Germany ▪ As well as helping with positioning, the two pairs of screws also act as safety locks. This ensures that the pole pieces do not damage the cadmi-um lamp when attracted by strong magnetic fields.∙ Attach the cadmium lamp as described inthe instruction manual for the cadmium lamp and accessories (1021366).∙ Make sure that the PE socket is connectedto the ballast and pole pieces with the yellow and green safety experiment lead (protective earth conductor).∙ Connect the two coils to the DC power sup-ply with opposing pola rities (connect the “0” and “900” taps in each case) (Fig. 1).The magnetic flux density depends on the current flowing through the electromagnet and can be determined using the calibration curve in Fig. 3. Note:Use the output with the 4-mm safety sockets on the front of the DC power supply and for output currents of 0 – 5 A. For output currents of 0 – 20 A use the pole terminal outputs on the back of the DC power supply.7. Storage, cleaning and disposal∙ Keep the equipment in a clean, dry and dust-free place.∙ Before cleaning the equipment, disconnect it from its power supply.∙ Do not use any aggressive cleaning agents or solvents to clean the equipment. ∙ Use a soft, damp cloth for cleaning.∙The packaging should be disposed of at lo-cal recycling points.∙Should you need to dispose of the equip-ment itself, never throw it away in normal domestic waste. If be-ing used in private households it can be disposed of at the local public waste disposalauthority.∙Comply with the applicable regulations for the disposal of electrical equipment.1234567891011120100200300400500600700800B / mT I / AFig. 3 Calibration curve for electromagnets when coils are connected with opposing polarity. Width of air gap 10 mm.。
科学物理实验室磁场测量器说明书
3B SCIENTIFIC ®PHYSICS1Instrucciones de uso06/18 ALF1 Zócalo2 Columna3 Escala circular4 Casquillos de conexión5 Horquilla6 Aguja magnéticaEl inclinatorio sirve para la medición de la inclinación local del campo magnético terrestre así como para la representación del campo magnético de un conductor que lleva corriente. El aparato se compone de un zócalo de cristal acrílico con una columna en la cual se tiene fija una horquilla de giro axial con escala circular y aguja magnética. La aguja magnética esta soportada en puntas y puede oscilar libremente en el plano horizontal o en el vertical, dependiendo de la orientación axial . Por medio de los casquillos fijos en lahorquilla se puede suministrar una corriente de hasta 5 A.Diámetro del círculo graduado:aprox. 110 mm Longitud de la aguja magnética:aprox. 100 mm Longitud de la horquilla: aprox. 150 mm Tensión: max. 30 V Corriente: max. 5 A Conexión: casquillos de seguridad de 4 mmDimensiones: aprox. 100x90x185 mm³3B Scientific GmbH ▪ Rudorffweg 8 ▪ 21031 Hamburg o ▪ Alemania ▪ Nos reservamos el derecho a cambios técnicos© Copyright 2018 3B Scientific GmbH3.1 Advertencias generales∙ Proteja los aparatos contra humedad, polvoy golpes mecánicos.∙ Evite tocar la aguja magnética.La geometría de las líneas del campo magnético terrestre se cambia fuertemente por campos magnéticos estáticos, marcos de acero en mesas de laboratorio e instalaciones, vigas de acero en el suelo, en techos y paredes de edificaciones. Por esta razón no se puede evitar tener desviaciones en los ángulos a esperar.3.2 Determinación de la inclinaciónLa aguja se orienta a lo largo de la dirección del curso real de las líneas de campo magnético terrestre. ∙ Teniendo el plano de escalahorizontalmente, el lado azul de la aguja se orienta en dirección norte , la aguja se orienta de tal forma que ésta se encuentra en 0° (lado azul de la aguja muestra en dirección norte).∙ Luego, se gira la horquilla en 90° (planovertical de la escala). La aguja magnética se inclina con el lado azul hacia abajo.La desviación de la aguja magnética con respecto a la horizontal se llama inclinación. Ésta es diferente de lugar en lugar y en el paralelo de latitud norte de aprox. 50° (Europa) se encuentra entre 63° y 68°.3.3 Efecto magnético de la corrienteeléctricaPara la realización del experimento se requiere adicionalmente una fuente de corriente continua regulable, por ejemplo:Fuente de CC 20 V, 5 A @230 V, 1003312 oFuente de CC 20 V, 5 A @115 V, 1003311∙ Teniendo el plano de escalahorizontalmente, el lado azul de la aguja se debe orientar de tal forma que ésta se encuentre en 0° (lado azul de la aguja muestra en dirección del norte).∙ Los casquillos de conexión se conectan auna fuente de corriente continua regulable. Al aumentar la intensidad de corriente, la aguja magnética experimenta una desviación adicional.Al cambiar la polaridad de la fuente cambia el sentido de la desviación.。
亥姆霍兹线圈预实验报告
一、实验目的1. 了解亥姆霍兹线圈的结构和原理，掌握其产生均匀磁场的特性。
2. 通过预实验，验证亥姆霍兹线圈在特定条件下的磁场分布，为正式实验提供参考。
3. 掌握使用霍尔元件测量磁场的方法，为后续实验提供技术支持。
二、实验原理亥姆霍兹线圈是由两个相同的线圈同轴放置，其中心间距等于线圈的半径。
当两个线圈通以同向电流时，磁场叠加增强，并在一定区域形成近似均匀的磁场；通以反向电流时，则叠加使磁场减弱，以至出现磁场为零的区域。
霍尔元件在磁场中会感应出霍尔电压，霍尔电压的高低与霍尔元件所在处的磁感应强度成正比。
因此，通过测量霍尔电压，可以间接测量磁感应强度。
三、实验仪器与设备1. 亥姆霍兹线圈演示仪2. 霍尔元件3. 稳压电源4. 数码显示屏5. 导轨6. 电流表7. 万用表四、实验步骤1. 打开数码显示屏后面板的开关，先对LED显示屏调零。
2. 打开稳压电源（已调好），同方向闭合两电键（使两线圈通以相同方向电流）。
3. 转动小手柄，使位于线圈轴线上的霍尔元件由导轨的一端缓慢移向另一端，观察显示屏上霍尔电压的变化。
4. 改变其中一个线圈的电流方向，重复步骤3的操作，观察显示屏上霍尔电压的变化。
5. 将霍尔元件移动到两个线圈的中部，观察显示屏上霍尔电压的变化。
6. 记录不同位置下的霍尔电压值，分析磁场分布。
五、实验结果与分析1. 在两个线圈通以同向电流时，显示屏上霍尔电压由小变大，中间一段基本不变，最后又由大变小。
这说明在亥姆霍兹线圈中间区域，磁场近似均匀。
2. 改变其中一个线圈的电流方向后，显示屏上霍尔电压的变化规律与同向电流时类似，但出现了一个磁场为零的区域。
3. 将霍尔元件移动到两个线圈的中部，显示屏上霍尔电压保持不变，说明线圈中部磁场均匀。
六、实验误差分析1. 线圈绕制不均匀：线圈绕制过程中，由于绕线密度不均匀，导致线圈匝数不均匀，从而影响磁场分布。
2. 线圈间隙不均匀：线圈间隙不均匀会导致磁场分布不均匀，从而影响实验结果。
CFI 磁场指示器用户手册说明书
3
Controlar de modo regular el estado del indicador y del holograma
Fija el holograma de protección
4
Principios de funcionamiento de CFI-H – negro
Correcto aspecto del indicador – significa que no hubo ninguna injerencia con
Correcto aspecto del
injerencia con imán
indicador – significa que no
hubo ninguna injerencia con imánes
ou
cambio del estado
ou
sensibilidad de indicador CFI-L:
el holograma fue despegado
Indicator de
despegado
ES35726 ES35726
compo magnético CFI
compo magnético CFI
Información adicional:
Único número de serie
Байду номын сангаас
1. Los indicadores CFI pueden estar pegados en las superficies lisas de los dispositivos medidores (PC, ABS, PMMA, metal, cristal, etc.) planos o en superficies de poca curvatura– hay que realizar una prueba antes de instalar la cantidad final de los indicadores
FD-HM-I亥姆霍兹线圈磁场测定仪产品说明书
FD—HM—Ⅰ新型圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场测定仪说明书上海复旦天欣科教仪器有限公司中国上海一、概述亥姆霍兹线圈磁场测定仪是综合性大学和工科院校物理实验教学大纲重要实验之一。
该实验可以学习和掌握弱磁场测量方法，证明磁场迭加原理，根据教学要求描绘磁场分布等。
传统的亥姆霍兹线圈磁场测量实验，一般用探测线圈配以指针交流电压表测量磁感应强度。
由于线圈体积大，指针式交流电压表等级低等原因，测量的误差较大。
近年来，在科研和工业中，集成霍耳传感器由于体积小，测量准确度高，易于移动和定位，所以被广泛应用于磁场测量。
例如：A SS 95型集成霍耳传感器就是一种高灵敏度的优质磁场传感器，它的体积小（面积mm mm 34⨯，厚mm 2），其内部具有放大器和剩余电压补偿电路，采用此集成霍耳传感器（配直流数字电压表）制成的高灵敏度毫特计，可以准确测量mT 000.20～的磁感应强度，其分辨率可达T 6101-⨯。
因此，用它探测载流线圈及亥姆霍兹线圈的磁场，准确度比用探测线圈高得多。
用高灵敏度集成霍耳传感器测量T T 35102101--⨯⨯～弱交、直流磁场的方法已在科研与工业中广泛应用。
本仪器采用先进的95A 型集成霍耳传感器作探测器,用直流电压表测量传感器输出电压,探测亥姆霍兹线圈产生的磁场,测量准确度比探测线圈优越得多,仪器装臵固定件牢靠，实验内容丰富。
本仪器经复旦大学物理实验教学中心使用,取得良好的教学效果。
二、原理(1)根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ （1）式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度0B 为：I N R B ⋅=200μ （2）轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
(2)亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
科学实验室电子产品 Helmholtz 磁场生成器说明书
3B SCIENTIFIC ® PHYSICSIstruzioni per l'uso08/22 HJB1 Corpo della bobina2 Jack di sicurezza da 4 mm 3Base della bobinaLe bobine di Helmholtz servono a generare campi magnetici per la deflessione di fasci elettronici nel portatubi S (1014525). Il portatubi consente di montare le bobine secondo la geometria di Helmholtz o a distanza variabile per generare un campo magnetico molto omogeneo verticale rispetto all'asse del tubo o un campo coassiale.Le due bobine in aria sono costituite da filo dirame verniciato avvolto su un corpo in plastica. I collegamenti sono contrassegnati con l'inizio (A) e la fine (Z) dell'avvolgimento.Numero di spire: ogni 320 Diametro bobina: ca. 136 mm Capacità di carico:Funzionamento continuo: 1,0 AFunzionamento breve: 1,5 A (max. 10 min)2,0 A (max. 3 min) Resistenza ohmica:ca. 6Allacciamento:mediante jack di sicurezza da 4 mmDensità di flusso magn.B nella geometria di Helmholtz: B = k * I , con k = ca. 4,2 mT/A3.1 Montaggio delle bobine per campotrasversale∙Inserire le bobine al centro della fessura apposita e spingere completamente verso l'esterno. Accertarsi che i collegamenti siano rivolti verso l'esterno.∙Inserire il tubo a catodo caldo nel supporto. ∙Con la geometria di Helmholtz d = r, il bordo esterno della base della bobina è allineato con le linee tratteggiate (ved. Fig. 1).3.2 Montaggio di una bobina per campo assiale ∙Inserire il tubo a catodo caldo nel supporto. ∙Introdurre la base della bobina nella scanalatura dalla parte anteriore. Accertarsi che i collegamenti siano rivolti in avanti (ved.Fig. 2).∙In caso di utilizzo di entrambe le bobine, posizionare la base della seconda bobina sui connettori della prima bobina. 3.3 Determinazione della corrente di bobina 3.3.1 Collegamento in serie∙Per eseguire il collegamento in serie, collegare il jack Z della bobina 1 con il jack Z della bobina 2 (ved. Fig. 3.1).Per calcolare B, utilizzare la corrente totale.3.3.2 Collegamento in parallelo∙Per eseguire il collegamento in parallelo, collegare il jack A della bobina 1 con il jack Z della bobina 2 e il jack Z della bobina 1 con il jack A della bobina 2 (ved. Fig. 3.2).Per calcolare B, dimezzare la corrente totale 2 I, poiché con la stessa resistenza ciascuna bobina viene attraversata da metà corrente I.Fig. 1 Montaggio delle bobine per campo trasversaleFig. 2 Montaggio della bobina per campo assialeI II I IIFig. 3.1 Collegamento in serie Fig. 3.2 Collegamento in parallelo Accertarsi che i collegamenti siano rivolti verso l'esterno3B Scientific GmbH ▪ Ludwig-Erhard-Str. 20 ▪ 20459 Amburgo ▪ Germania ▪ 。
科学实验室用的氢谱仪说明书
3B SCIENTIFIC ® PHYSICSBedienungsanleitung10/15 ALF1 BNC-Anschluss2 Abschirmzylinder mit Be-obachtungsfenster 3Frank-Hertz-Röhre4 Sockel mit Anschlussbuch-sen∙Röhre keinen mechanischenBelastungen aussetzen. Anschlussdrähte nicht verbiegen. Glasbruch- und damit Verletzungsgefahr.Die Franck-Hertz-Röhre ist eine Tetrode mit einer indirekt geheizten Bariumoxydkatode K, einem netzförmigen Steuergitter G, einer netzförmigen Anode A und einer Auffängerelektrode E (siehe Fig. 1). Die Elektroden sind planparallel angeord-net. Der Abstand Steuergitter - Anodengitter be-trägt etwa 5 mm, die Abstände Katode - Steuer-gitter und Anode - Auffängerelektrode jeweils etwa 2 mm. Der Neongasdruck wird im Rahmender Fertigung dieser Röhre auf eine optimale Kennlinie hin gewählt und liegt im Bereich einiger hPa.Die Anschlussbuchsen für Heizung, Steuergitter und Anodengitter befinden sich auf der Sockel-platte der Röhre. Der Auffängerstrom wird an der BNC-Buchse am oberen Ende des Abschirmzy-linders abgegriffen. Zwischen der Anschluss-buchse für die Beschleunigungsspannung und der Anode der Röhre ist ein Begrenzungswider-stand (10 k Ω) fest eingebaut. Durch ihn ist die Röhre geschützt, falls sie bei zu hoher Spannung durchzünden sollte. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand kann bei den Messungen vernachlässigt werden, denn der Anodenstrom der Röhre ist kleiner als 5 pA. (Spannungsabfall am Schutzwiderstand 0,05 V).Heizspannung: 4 − 12 V Steuerspannung: 9 V Beschleunigungs-spannung: max. 80 V Gegenspannung: 1,2 − 10 VRöhre: ca. 130 x 26 mm Ø Anschlusssockel: ca. 190x115x115 mm3 Masse: ca. 450 gBeim Franck-Hertz-Experiment an Neon werden Neon-Atome durch inelastischen Elektronenstoß angeregt. Die angeregten Atome emittieren sichtbares Licht, das unmittelbar beobachtet werden kann. Man erkennt Zonen hoher Leucht- bzw. hoher Anregungsdichte, deren Lage zwi-schen Kathode und Gitter von der Spannungsdif-ferenz zwischen beiden abhängt:Aus der Kathode treten Elektronen aus und wer-den durch eine Spannung U zum Gitter be-schleunigt. Sie gelangen durch das Gitter hin-durch zum Auffänger und tragen zum Auffänger-strom I bei, wenn ihre kinetische Energie zur Überwindung der Gegenspannung zwischen Gitter und Auffänger ausreicht.Die I(U)-Kennlinie (siehe Fig. 3) weist ein ähnli-ches Muster wie beim Franck-Hertz-Versuch an Quecksilber auf jedoch in Spannungsintervallen von etwa 19 V. D.h. der Auffängerstrom fällt bei einem bestimmten Wert U= U1 bis fast auf Null ab, da die Elektronen kurz vor dem Gitter ausrei-chende kinetische Energie erreichen, um durch inelastischen Stoß die zur Anregung eines Neon-Atoms erforderliche Energie abzugeben. Gleich-zeitig beobachtet man in der Nähe des Gitters ein orangerotes Leuchten, da einer der Übergänge der relaxierenden Neon-Atome orangerotes Licht emittiert. Die leuchtende Zone wandert mit wach-sender Spannung U zur Katode, gleichzeitig steigt der Auffängerstrom I wieder an.Bei noch größerer Spannung U = U2 fällt der Auf-fängerstrom ebenfalls drastisch ab und man beo-bachtet zwei leuchtende Zonen: eine in der Mitte zwischen Kathode und Gitter und eine direkt am Gitter. Die Elektronen können hier nach dem ers-ten Stoß ein zweites Mal so viel Energie aufneh-men, dass sie ein zweites Neon-Atom anregen können.Mit weiter steigenden Spannungen können schließlich weitere Abnahmen des Auffänger-stroms und weitere Leuchtschichten beobachtet werden. Die I(U)-Kennlinie weist mehrere Maxima und Minima auf: Der Abstand der Minima beträgt etwa ∆U = 19 V. Dies entspricht den Anregungs-energien der 3p-Niveaus im Neon-Atom (siehe Fig. 4), die mit größter Wahrscheinlichkeit ange-regt werden. Die Anregung der 3s-Niveaus kann nicht völlig vernachlässigt werden und verursacht eine Unterstruktur in der I(U)-Kennlinie.Die Leuchtzonen sind Zonen hoher Anregungs-dichte und entsprechen den Stromabnahmen in der I(U)-Kennlinie. Es wird jeweils eine zusätzliche Leuchtschicht erzeugt, wenn man U um ca. 19 V erhöht.HinweiseDas erste Minimum liegt nicht bei 19 V, sondern ist um die so genannte Kontaktspannung zwi-schen Kathode und Gitter verschoben.Die emittierten Neon-Spektrallinien können mit dem Spektroskop (1003184) problemlos beo-bachtet und ausgemessen werden, wenn man die maximale Spannung U wählt.Für die Durchführung des Experiments sind fol-gende Geräte zusätzlich erforderlich:1 Betriebsgerät für F/H Experiment @230 V1012819 oder1 Betriebsgerät für F/H Experiment @115 V1012818 1 Analog-Oszilloskop, 2x 30 MHz 10027271 HF-Kabel, 1 m 10027462 HF-Kabel, BNC / 4-mm-Stecker 1002748 Sicherheitsexperimentierkabel 1002843∙Betriebsgerät zunächst ausgeschaltet lassen, mit allen Stellknöpfen auf linkem Anschlag. ∙Beschaltung gemäß Fig. 2 vornehmen.∙Betriebsgerät einschalten, das Gerät befindet sich im Rampenmodus.∙Oszilloskop im XY-Modus mit den Einstellun-gen x = 1 V/Div und y = 2 V/Div betreiben. ∙Heizspannung langsam erhöhen bis der Heizfaden anfängt schwach rötlich zu glühen.Dann ca. 30 Sekunden warten bis die Be-triebstemperatur erreicht ist.∙Beschleunigungsspannung von 80 V und Steuer-gitterspannung von 9 V wählen.Die optimale Heizspannung liegt zwischen 4 und 12 V. Sie ist fertigungsbedingt von Röhre zu Röh-re unterschiedlich.∙Heizspannung langsam weiter erhöhen bis ein orangefarbenes Leuchten zwischen derKatode und Steuergitter sichtbar wird. Jetzt die Heizspannung langsam so weit zurück drehen bis das Leuchten verschwindet und nur noch der Heizfaden glüht.∙Gegenspannung langsam erhöhen bis die Messkurve (Signal gegen Beschleunigungs-spannung) fast waagrecht liegt.∙Verstärkung so weit erhöhen bis die Entste-hung der Maxima der Franck-Hertz-Kurve auf dem Bildschirm des Oszilloskops zu be-obachten ist.∙Die Verpackung ist bei den örtlichen Recyc-lingstellen zu entsorgen.∙Sofern das Gerät selbst verschrottet werden soll, so gehört dieses nicht in den normalen Hausmüll. Es sind die lokalen Vorschriften zur Entsorgung von Elektroschrott einzuhal-ten.Fig. 1 Schematischer Aufbau zur Aufzeichnung der Franck-Hertz-Kurve an Neon (K Katode, G Steuergitter, A gitterförmige Anode, E Auffängerelektrode)Fig. 2 Experimenteller Aufbau Franck-Hertz-Röhre mit Ne-FüllungFig. 3 Auffängerstrom I in Abhängigkeit von der Beschleunigungsspannung UAbb. 4 Energieschema der Neon-Atome3B Scientific GmbH ▪ Rudorffweg 8 ▪ 21031 Hamburg ▪ Deutschland ▪ 。
哈里伯顿核磁测井仪器操作手册
现场操作手册FOM1.1 MRIL安全MRIL是一种粗糙不平的仪器，这已经在全世界的现场被证实。
应当遵循可靠的预防措施来延长仪器的工作寿命，并且更重要的是确保所有的涉及它的操作人员的安全。
正如以前规定，放射性辐射源与该仪器没有关联，因此不论在车间还是井场这对于个人安全表现出实质性的提高。
1.2 标准操作步骤1.2.1 化学安全硫酸铜，用于刻度目的溶解到水，有毒绝对不应摄食。
操作处理固态或者溶液形式的硫酸铜应戴橡胶手套。
化学药品的排废需要小心并且依照当地环境法规。
详情咨询你所在地区的HSQE（健康安全质量环境）官员。
咨询材料安全数据表（MSDS）以进一步小心操作和处理。
1.2.2 电气安全总要检查测井电缆的绝缘和连通特性。
在仪器串物理拆离前总要放出储存在电容储能部分的高电压。
该高压电平能在MRIL测井控制窗口中监视到。
绝对不可在套管中给发射器供电。
绝对不可在电子线路部分没有连接井场校验器或者天线探头推靠部分给发射器供电。
如果没有置入法拉第筒绝对不可以在地面对全部仪器串供电。
总要仔细注意供电和断电步骤特别是仪器组合了其它的服务项目。
1.2.3 机械安全仪器极其重。
强烈建议使用小型移动式吊车来搬上或者搬下仪器到任何平板式运输工具。
当使用任何类型的吊车提升仪器时仅仅使用认证过的吊带。
你的装备包裹里提供的精灵吊，当按照每一部使用说明时在车间环境里使用会极好帮助提升和移动仪器。
MRIL天线推靠探头部分应该特别仔细处理。
避免任何撞击当：——装入或者卸载仪器；——井口装卸仪器；——运输仪器；——清洗仪器。
1.2.4 强力永久磁场天线推靠探头部分（永磁铁）在周围环境布满大量铁磁性材料处如钻井平台和/或施工步道会难于放置到位。
手指、手掌、臂和腿会夹住到仪器和比方说一柱钻杆之间。
针对危险要培训操作手。
带心房脉冲产生器者不应靠近仪器。
天线推靠探头部分发射出的磁场强度足以导致使用铁磁性植入物的人不适。
天线推靠探头部分有关的永磁铁场强足以消除基于磁性编码的象磁带、磁盘和信用卡。
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FD-HM-I 亥姆霍兹线圈磁场测定仪一、概述亥姆霍兹线圈磁场测定仪是综合性大学和工科院校物理实验教学大纲重要实验之一。
该实验可以学习和掌握弱磁场测量方法，证明磁场迭加原理，根据教学要求描绘磁场分布等。
传统的亥姆霍兹线圈磁场测量实验，一般用探测线圈配以指针交流电压表测量磁感应强度。
由于线圈体积大，指针式交流电压表等级低等原因，测量的误差较大。
近年来，在科研和工业中，集成霍耳传感器由于体积小，测量准确度高，易于移动和定位，所以被广泛应用于磁场测量。
例如：A SS 95型集成霍耳传感器就是一种高灵敏度的优质磁场传感器，它的体积小（面积mm mm 34⨯，厚mm 2），其内部具有放大器和剩余电压补偿电路，采用此集成霍耳传感器（配直流数字电压表）制成的高灵敏度毫特计，可以准确测量mT 000.20～的磁感应强度，其分辨率可达T 6101-⨯。
因此，用它探测载流线圈及亥姆霍兹线圈的磁场，准确度比用探测线圈高得多。
用高灵敏度集成霍耳传感器测量T T 35102101--⨯⨯～弱交、直流磁场的方法已在科研与工业中广泛应用。
本仪器采用先进的95A 型集成霍耳传感器作探测器,用直流电压表测量传感器输出电压,探测亥姆霍兹线圈产生的磁场,测量准确度比探测线圈优越得多,仪器装置固定件牢靠，实验内容丰富。
本仪器经复旦大学物理实验教学中心使用,取得良好的教学效果。
二、原理(1)根据毕奥—萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ（1）式中0μ为真空磁导率，R 为线圈的平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度。
因此，圆心处的磁感应强度0B 为：I N RB ⋅=200μ（2）轴线外的磁场分布计算公式较为复杂，这里简略。
(2)亥姆霍兹线圈是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同,线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
这种线圈的特点是能在其公共轴线中点附近产生较广的均匀磁场区，所以在生产和科研中有较大的使用价值，也常用于弱磁场的计量标准。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，则亥姆霍兹线圈轴线上任意一点的磁感应强度为：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅='-222/322202221z R R z R R R I N B μ（3）而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度'0B 为： R I N B ⋅⋅='02/3058μ（4）三、 用途（1）测量单个载流圆线圈轴线上各点磁感应强度，把测量的磁感应强度与理论计算值比较； （2）在固定电流下，分别测量单个线圈（线圈a 和线圈b ）在轴线上产生的磁感应强度)(a B 和)(b B ，与亥姆霍兹线圈产生的磁场)(b a B +进行比较；（3）测量亥姆霍兹线圈在间距分别为2/R d =，R d =，R d 2=（R 为线圈半径）时，轴线上的磁场分布，并进行比较，进一步证明磁场迭加原理； （4）描绘载流圆线圈及亥姆霍兹线圈的磁场分布； （5）测量地磁场的水平分量。
四、仪器组成（1）圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台，台面上有等距离cm 0.1间隔的网格线；（2）高灵敏度三位半数字毫特斯拉计、三位半数字电流表及直流稳流电源组合仪一台；（3）传感器探头是由2只配对的95A 型集成霍耳传感器（传感器面积4mm ×3mm ×2mm ）与探头盒。
（与台面接触面积为20mm ×20mm ） 五、附件：（1） 电源线 1根（2） 连接线 4根（3）不锈钢直尺 1把（cm 30） （4）铝合金靠尺 1根 （5）传感器探头 1套。
仪器简图如下：图11、毫特斯拉计2、电流表3、直流电流源4、电流调节旋钮5、调零旋钮6、传感器插头7、固定架8、霍耳传感器9、大理石 10、线圈 注：A 、B 、C 、D 为接线柱六、技术指标（1）高灵敏毫特斯拉计 量程 0—1.999mT ；分辨率 mT 001.0；（2）直流稳流电源 输出电流 mA 40050～（两线圈并接）； mA 20050～（两线圈串接）； 稳定度 %1； （3）线圈 匝数 500； 外径 cm 0.21；内径 cm 0.19； 平均半径 cm 0.10； （4）交流电源 电压范围 V 240200～； 频率 Hz 50； （5）仪器整体 总重 kg 10；（6）尺寸 线圈工作台 3272532cm ⨯⨯； （7）磁感应强度测量 误差 %3< 七、调试步骤（1）将两个线圈和固定架按照图1所示简图安装。
大理石台面（图1中9所示有网格线的平面）应该处于线圈组的轴线位置。
根据线圈内外半径及沿半径方向支架厚度，用不锈钢钢尺测量台面至线圈架平均半径端点对应位置的距离（在cm 2.11处），并适当调整固定架，直至满足台面通过两线圈的轴心位置； （2）开机后应预热10分钟，再进行测量；（3）调节和移动四个固定架（图1中7所示），改变两线圈之间的距离，用不锈钢钢尺测量两线圈间距；（4）线圈边上红色接线柱表示电流输入，黑色接线柱表示电流输出。
可以根据两线圈串接或并接时，在轴线上中心磁场比单线圈增大还是减小，来鉴别线圈通电方向是否正确；（5）测量时，应将探头盒底部的霍耳传感器对准台面上被测量点，并且在两线圈断电情况下，调节调零旋钮（图1中5所示），使毫特斯拉计显示为零，然后进行实验；（6）本毫特斯拉计为高灵敏度仪器，可以显示T 6101-⨯磁感应强度变化。
因而在线圈断电情况下，台面上不同位置，毫特斯拉计所显示的最后一位略有区别，这主要是地磁场（台面并非完全水平）和其他杂散信号的影响。
因此，应在每次测量不同位置磁感应强度时调零。
实验时，最好在线圈通电回路中接一个单刀双向开关，可以方便电流通断，也可以插拔电流插头。
八、实验方法 （1）必做内容：载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量。
1）按图1接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端，测量电流mA I 100=时，单线圈a 轴线上各点磁感应强度)(a B ，每隔cm 00.1测一个数据。
实验中，随时观察毫特斯拉计探头是否沿线圈轴线移动。
每测量一个数据，必须先在直流电源输出电路断开)0(=I 调零后，才测量和记录数据；2）将测得的圆线圈中心点的磁感应强度与理论公式计算结果进行比较； 3）在轴线上某点转动毫特斯拉计探头，观察一下该点磁感应强度的方向； 4）将两线圈间距d 调整至cm d 00.10=，这时，组成一个亥姆霍兹线圈；5）取电流值mA I 100=，分别测量两线圈单独通电时，轴线上各点的磁感应强度值)(a B 和)(b B ，然后测亥姆霍兹线圈在通同样电流mA I 100=，在轴线上的磁感应强度值)(b a B +，证明在轴线上的点)()()(b B a B b a B +=+，即载流亥姆霍兹线圈轴线上任一点磁感应强度是两个载流单线圈在该点上产生磁感应强度之和；6）分别把亥姆霍兹线圈间距调整为2/R d =和R d 2=，测量在电流为mA I 100=轴线上各点的磁感应强度值；7）作间距2/R d =、R d =、R d 2=时，亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度B 与位置z 之间关系图，即z B -图，证明磁场迭加原理。
（2）选做内容：载流圆线圈通过轴线平面上的磁感应线分布的描绘。
把一张坐标纸粘贴在包含线圈轴线的水平面上，可自行选择恰当的点，把探测器底部传感器对准此点，然后亥姆霍兹线圈通过mA I 100=电流。
转动探测器，观测毫特斯拉计的读数值，读数值为最大时传感器的法线方向，即为该点的磁感应强度方向。
比较轴线上的点与远离轴线点磁感应强度方向变化情况。
近似 画出载流亥姆霍兹线圈磁感应线分布图。
九、实验数据例（仅供参考）（注：本实验数据引自复旦大学物理系98级学生测量结果）（1）载流圆线圈a 轴线上不同位置磁感应强度)(a B 的测量结果见表1,这里电流mA I 100=，线圈平均半径cm R 00.10=，线圈匝数500=N ，并且真空磁导率m H /10470-⨯=πμ。
表1.这里电流mA I 100=，线圈平均半径cm R 00.10=，线圈匝数500=N ，并且真空磁导率m H /10470-⨯=πμ。
根据毕奥—萨伐尔定律，载流圆形线圈在线圈轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：I N x R R B ⋅+⋅=2/32220)(2μ式中R 为线圈的平均半径，N 为线圈匝数，I 为通过线圈的电流强度，x 为圆心到该点的距离。
因此，圆心处的磁感应强度为：I N RB ⋅=200μ在cm x 00.0=处，mT I N R a B 314.01000.02100.05001042)(700=⨯⨯⨯⨯=⋅=-πμ实验测量值mT a B 316.0)(0='，两者百分误差等于%64.0。
在cm x 00.5=处，mT I N x R R a B 2248.0)0500.0100.0(2100.0500100.0104)(2)(2/322272/322205=+⨯⨯⨯⨯=⋅+⋅=-πμ测量值mT a B 225.0)(5='，两者间百分误差极小，小于%3。
（2）直流电通过亥姆霍兹线圈，证明磁场迭加原理成立。
亥姆霍兹线圈通过I=100mA 直流电流，两线圈间距d=R =10.00cm 。
取两线圈轴线中心点为原点。
轴线为轴，所得数据见表2，其中a 表示一个单线圈，b 表示另一个单线圈，(a+b)表示亥姆霍兹线圈。
表2表2（续）从表2中数据看出)()(b B a B +值与)(b a B +值在误差范围内相当一致，说明磁场满足迭加原理。
坐标cm 50.2-至cm 50.2之间为均匀磁场；在cm x 00.0=处，测得磁感应强度mT B 449.0=实验，而该点磁感应强度的理论计算值为：mT R IN B 450.01000.0100.0500104585872/302/3=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-πμ理论实验结果和理论计算相当一致，百分误差小于%1。
（3）改变两线圈间距d ，使两线圈间距分别为2/R d =，R d =，R d 2=，测量轴线上不同位置的磁感应强度，所得数据描绘后如图2所示：十、注意事项SS95型集成霍耳传感器，灵敏度高，因而地磁场对实验影响不可忽略，1.实验探测器采用配对A移动探头测量时须注意零点变化，可以通过不断调零以消除此影响；2.接线或测量数据时，要特别注意检查移动两个线圈时，是否满足亥姆霍兹线圈的条件；3.两个线圈采用串接或并接方式与电源相连时，必须注意磁场的方向。