磁场的测定(霍尔效应法)汇总
磁场的测定(霍尔效应法)汇总.doc
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磁场是一个物理现象,它的存在对于我们的生活以及科学研究都有着重要的意义。
我们可以利用霍尔效应来测定磁场的大小和方向,此方法已经被广泛地应用于诸多领域之中。
霍尔效应是一种基于电学现象的物理测量技术。
当一个导体通过磁场时,会在导体上出现一种名为霍尔电压的电势差。
这个现象被称为“霍尔效应”。
在一些物理实验室中,霍尔效应已经广泛应用于磁场测量之中。
霍尔效应可以用来测量磁场的强度和方向。
当一个导体由外面的磁场切割时,导体内部的电子受到了受力的作用,它们开始旋转,沿着导体形成了一个轨迹。
这个轨迹的方向和磁场的方向是相垂直的,因此也可以用来测定磁场方向。
在实验中,我们可以将一个金属片,如硅片或铜片,放在磁场中。
然后,我们可以通过电流来激发导体,让电子在金属内部形成一个类似于霍尔电路的回路。
当电流通过金属的时候,电子将会飞往金属的一个侧面,此时,产生了一个霍尔电势差。
这个电势差可以用来测量磁场的 intensity(大小)。
同时,我们还可以通过测量电势差来确定磁场矢量的方向。
这种技术已经广泛应用于测量各种各样的磁场,包括电气设备、电机、计算机硬盘等等。
通过应用霍尔效应法,我们可以精确地测量磁场的大小和方向,从而帮助人类更好地理解自然界的现象。
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。
霍尔效应法测磁场实验报告
霍尔效应法测磁场实验报告霍尔效应法测磁场实验报告引言:磁场是我们日常生活中常常接触到的物理现象之一。
为了准确测量磁场的强度和方向,科学家们提出了多种方法和仪器。
本实验采用了霍尔效应法来测量磁场的强度,并通过实验数据分析和讨论,探究霍尔效应的原理和应用。
实验目的:1. 了解霍尔效应的基本原理和测量磁场的方法。
2. 掌握霍尔效应实验的操作步骤和数据处理方法。
3. 分析实验结果,验证霍尔效应的理论模型。
实验器材:1. 霍尔效应实验仪器:包括霍尔元件、电源、磁铁、直流电流源等。
2. 万用表:用于测量电流和电压。
实验步骤:1. 将霍尔元件连接到电源和万用表上,保证电路的正常工作。
2. 调节电源,使得通过霍尔元件的电流保持恒定。
3. 将磁铁靠近霍尔元件,并测量霍尔元件两侧的电压差。
4. 改变磁铁的位置和方向,多次测量电压差,并记录数据。
5. 根据实验数据,绘制电压差与磁场强度的关系曲线。
实验结果与分析:通过实验测量得到的电压差与磁场强度的关系曲线如下图所示。
曲线呈线性关系,即电压差与磁场强度成正比。
图1:电压差与磁场强度的关系曲线根据霍尔效应的原理,当电流通过霍尔元件时,磁场会引起霍尔元件两侧的电压差。
而电压差的大小与磁场的强度成正比。
因此,我们可以利用霍尔效应来测量磁场的强度。
实验中,我们改变了磁铁的位置和方向,多次测量了电压差。
通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 磁场的强度与电压差成正比:根据实验数据绘制的曲线可以看出,电压差随着磁场强度的增加而增加,两者呈线性关系。
2. 磁场的方向与电压差的正负有关:实验中我们发现,当磁铁的方向改变时,电压差的正负也会相应改变。
这说明电压差的正负与磁场的方向有关,电压差的正负可以用来判断磁场的方向。
3. 霍尔元件的材料和几何形状对实验结果有影响:在实验中,我们采用了一种特定的霍尔元件。
实际上,不同材料和几何形状的霍尔元件对实验结果可能会有一定的影响。
因此,在实际应用中,选择合适的霍尔元件也是非常重要的。
霍尔效应测磁场实验报告
实 验 报 告学生姓名: 学 号: 指导教师: 实验地点: 实验时间:一、实验室名称:霍尔效应实验室 二、 实验项目名称:霍尔效应法测磁场 三、实验学时: 四、实验原理:(一)霍耳效应现象将一块半导体(或金属)薄片放在磁感应强度为B 的磁场中,并让薄片平面与磁场方向(如Y 方向)垂直。
如在薄片的横向(X 方向)加一电流强度为H I 的电流,那么在与磁场方向和电流方向垂直的Z 方向将产生一电动势H U 。
如图1所示,这种现象称为霍耳效应,H U 称为霍耳电压。
霍耳发现,霍耳电压H U 与电流强度H I 和磁感应强度B 成正比,与磁场方向薄片的厚度d 反比,即d BI RU H H =(1)式中,比例系数R 称为霍耳系数,对同一材料R 为一常数。
因成品霍耳元件(根据霍耳效应制成的器件)的d 也是一常数,故d R /常用另一常数K 来表示,有B KI U H H = (2)式中,K 称为霍耳元件的灵敏度,它是一个重要参数,表示该元件在单位磁感应强度和单位电流作用下霍耳电压的大小。
如果霍耳元件的灵敏度K 知道(一般由实验室给出),再测出电流H I 和霍耳电压H U ,就可根据式HHKI U B =(3)算出磁感应强度B 。
图1 霍耳效应示意图 图2 霍耳效应解释(二)霍耳效应的解释现研究一个长度为l 、宽度为b 、厚度为d 的N 型半导体制成的霍耳元件。
当沿X 方向通以电流H I 后,载流子(对N 型半导体是电子)e 将以平均速度v 沿与电流方向相反的方向运动,在磁感应强度为B 的磁场中,电子将受到洛仑兹力的作用,其大小为evB f B =方向沿Z 方向。
在B f 的作用下,电荷将在元件沿Z 方向的两端面堆积形成电场H E (见图2),它会对载流子产生一静电力E f ,其大小为H E eE f =方向与洛仑兹力B f 相反,即它是阻止电荷继续堆积的。
当B f 和E f 达到静态平衡后,有E B f f =,即b eU eE evB H H /==,于是电荷堆积的两端面(Z 方向)的电势差为vbB U H = (4)通过的电流H I 可表示为nevbd I H -=式中n 是电子浓度,得nebd I v H-=(5)将式(5)代人式(4)可得nedBI U H H -= 可改写为B KI dBI RU H H H == 该式与式(1)和式(2)一致,neR 1-=就是霍耳系数。
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。
霍尔效应法测磁场实验报告
霍尔效应法测磁场实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。
2、学习用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。
3、掌握霍尔元件的特性和使用方法。
二、实验原理1、霍尔效应将一块半导体薄片置于磁场中(磁场方向垂直于薄片平面),当有电流通过时,在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电位差,这种现象称为霍尔效应。
这个横向电位差称为霍尔电压,用$U_H$ 表示。
霍尔电压的大小与电流$I$、磁感应强度$B$ 以及薄片的厚度$d$ 等因素有关,其关系式为:$U_H = K_H IB$其中,$K_H$ 称为霍尔系数,它与半导体材料的性质有关。
2、用霍尔效应法测磁场若已知霍尔元件的灵敏度$K_H$ ,通过测量霍尔电压$U_H$ 和电流$I$ ,就可以计算出磁感应强度$B$ :$B =\frac{U_H}{K_H I}$三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。
四、实验步骤1、仪器连接(1)将霍尔效应实验仪的各个部件按照说明书正确连接。
(2)将直流电源、毫安表、伏特表等仪器与实验仪连接好。
2、调节仪器(1)调节直流电源的输出电压,使通过霍尔元件的电流达到预定值。
(2)调节特斯拉计,使其归零。
3、测量霍尔电压(1)在不同的磁场强度下,测量霍尔元件两端的电压。
(2)改变电流的方向,再次测量霍尔电压。
4、数据记录将测量得到的数据记录在表格中,包括电流、磁场强度、霍尔电压等。
五、实验数据及处理1、实验数据记录|电流(mA)|磁场强度(T)|霍尔电压(mV)(正电流)|霍尔电压(mV)(负电流)|||||||50|01|256|-258||50|02|512|-515||50|03|768|-771||100|01|512|-515||100|02|1024|-1028||100|03|1536|-1542|2、数据处理(1)计算每个测量点的平均霍尔电压:$U_{H平均} =\frac{U_{H正} + U_{H负}}{2}$(2)根据霍尔系数$K_H$ 和平均霍尔电压、电流计算磁场强度:$B =\frac{U_{H平均}}{K_H I}$3、绘制曲线以磁场强度为横坐标,霍尔电压为纵坐标,绘制霍尔电压与磁场强度的关系曲线。
实验十二 用霍尔效应测磁场
实验十二 用霍尔效应测磁场实验目的1.了解霍尔效应的基本原理。
2.学习用霍尔效应测量磁场。
实验仪器HL —4霍尔效应仪,稳流电源,稳压电源,安培表,毫安表,功率函数发生器,特斯拉计,数字万用表,电阻箱等。
实验原理1.霍尔效应若将通有电流的导体置于磁场B 之中,磁场B (沿z 轴)垂直于电流I H (沿x 轴)的方向,如图4-14-1所示,则在导体中垂直于B 和I H 的方向上出现一个横向电位差U H ,这个现象称为霍尔效应。
这一效应对金属来说并不显著,但对半导体非常显著。
霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数,以及判断材料的导电类型,是研究半导体材料的重要手段。
还可以用霍尔效应测量直流或交流电路中的电流强度和功率以及把直流电流转成交流电流并对它进行调制、放大。
用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场、位置、位移、转速的测量。
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沦兹力)(B v F ⨯=q B (4-14-1) 式中q 为电子电荷。
洛沦兹力使电荷产生横向的偏转,由于样品有边界,所以有些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 =q E 与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止,即E B v q q =⨯)( (4-14-2)这时电荷在样品中流动时将不再偏转,霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。
如果是N 型样品,则横向电场与前者相反,所以N 型样品和P 型样品的霍尔电势差有不同的符号,据此可以判断霍尔元件的导电类型。
设P 型样品的载流子浓度为p ,宽度为b ,厚度为d 。
通过样品电流I H =pqvbd ,则空穴的速度v =I H /pqvbd ,代入(4-14-2)式有pqbd BI E H =⨯=B v (4-14-3) 上式两边各乘以b ,便得到d B I R pqd B I Eb U H H H H === (4-14-4) pq R H 1=称为霍尔系数。
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不同磁场强度下的霍尔电压,并计算出磁场的大小。
二、实验原理1. 霍尔效应当导体中有电流流过时,如果将另一个垂直于电流方向和导体面的磁场施加在导体上,则会产生一种称为霍尔效应的现象。
该效应表明,在垂直于电流方向和导体面的方向上,将会产生一个电势差,这个电势差就叫做霍尔电压。
2. 磁场大小计算公式根据霍尔效应原理,可以得到计算磁场大小的公式为:B = (VH/IR)×1/K其中,B表示磁场强度;VH表示测得的霍尔电压;I表示通过样品的电流;R表示样品材料的电阻率;K表示霍尔系数。
三、实验器材1. 万用表2. 稳压直流电源3. 磁铁4. 霍尔元件四、实验步骤及数据处理1. 将稳压直流电源接入到霍尔元件上,并设置合适的输出电压和输出电流。
2. 将磁铁放置在霍尔元件的两侧,使磁场垂直于霍尔元件的平面。
3. 测量不同磁场强度下的电压值,并记录数据。
4. 计算出每个电压值对应的磁场大小,并绘制磁场强度与电压之间的关系曲线。
5. 根据实验数据计算出样品材料的电阻率和霍尔系数,并进行比较分析。
五、实验结果分析通过实验测量得到了不同磁场强度下的霍尔电压,根据计算公式可以得到相应的磁场大小。
绘制出了磁场强度与电压之间的关系曲线,可以看出二者呈现线性关系。
通过计算得到样品材料的电阻率和霍尔系数,可以发现不同样品材料具有不同的电阻率和霍尔系数,这也说明了不同材料对于磁场强度的响应程度是不同的。
六、实验结论本次实验通过测量霍尔效应法测量了不同磁场强度下的霍尔电压,并计算出了相应的磁场大小。
通过数据处理得到了样品材料的电阻率和霍尔系数,并进行了比较分析。
实验结果表明,不同材料对于磁场强度的响应程度是不同的,这也为磁场探测提供了一定的参考依据。
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。
用霍尔效应法测定磁场
注意 1.开机(或关机)前应将IS、IM旋钮逆时针旋到底。仪器接 通电源后,预热数分钟即可进行实验。 2.在调节IS、IM两旋钮时一定要注意切换“测量选择”,不可 过大。
实验思考
霍尔电压是怎么产生的?如何判断材料的导电 类型?
实验中为什么要采用对称测量法?
霍尔效应特性研究试验中,提供的磁感觉强度 大小和方向如何确定?
用霍尔效应法测定磁场
实验目的
了解产生霍尔效应的机理 掌握用霍尔元件测量磁场的基本方法
实验仪器
HL-1型螺线管磁场测定组合仪
实验原理 实验内容
实验思考
实验原理
1. 霍尔效应:在磁场中,载流导体或半导体上 出现横向电势差的现象
1879年美国物理 学家霍尔发现
2.霍尔电压:霍尔效应中产生的电势差 上图中导体上下两端面出现电势差
B
VH fL f
m
B
电荷受电力 Fe qEH
fe Fe
I
v
b
当qEH qB 时
电势差为
VH EH b
E E d
Bb
4.霍尔系数 霍尔电阻 由电流强度的定义有
I nqdb
I nqdb
IB VH Bb nqd
n 单位体积中的粒子数
B
B
VH
fL f
实验思考 答案
然后求
、 、 和
的
代数平均值
V1 V2 V3 V4 VH 4
实验内容与步骤
霍尔输出特性测量
测绘元件的UH—IS曲线
测绘元件的UH—IM曲线 测出螺线管轴线的磁感觉强度的分布UH—x 曲线。
霍尔效应实验仪
IS是给霍尔片加电流的换向开关,IM是励磁电流的换向开关。
霍尔法测磁场实验总结
霍尔法测磁场实验总结是一种常用的测量磁场强度的方法。
它利用霍尔效应,即在一定条件下,当电流通过一块导电材料时,该材料两侧会产生一定的电势差,且该电势差与磁场的强度成正比。
测磁场实验一般可以通过以下几个步骤进行:首先,我们需要准备实验所需的材料和仪器设备。
实验所需的材料主要包括霍尔元件、磁场源、电流源和电压测量仪器等。
其中,霍尔元件是实验的核心部分,它是一种导电材料,通常为硅或镓等半导体材料。
磁场源可以是恒定的磁铁、电磁铁或者霍尔效应直流电源等。
电流源的作用是提供通过霍尔元件的电流,其大小和方向可以通过电流源来控制。
电压测量仪器用于测量霍尔元件两侧的电势差。
在实验开始前,我们需要将霍尔元件固定在一个平整的表面上,并确保其两侧与磁场的方向垂直。
这是因为霍尔效应发生时,电势差与磁场的垂直成分有关。
如果霍尔元件与磁场的方向平行,那么电势差将为零,无法测量出磁场的强度。
接下来,我们可以开始进行实验了。
首先,我们需要设置相应的实验参数,如电流的大小和方向,磁场的强度和方向等。
在设置完参数后,我们通过电流源将电流引入霍尔元件中。
霍尔元件两侧会产生电势差,我们可以通过电压测量仪器来测量这个电势差。
根据霍尔效应的原理,电势差与通过霍尔元件的电流和磁场的强度成正比。
在测量过程中,我们可以改变电流的大小和方向,观察电势差的变化。
通过这种方式,我们可以验证电势差与电流和磁场的强度的关系,并确定霍尔元件的比例系数。
比例系数是一个常数,它可以用来计算磁场的强度。
此外,我们还可以通过改变磁场的方向和强度,来研究霍尔效应对磁场的响应特性。
例如,我们可以固定电流的方向和大小,改变磁场的方向,观察电势差的变化。
通过这种方式,我们可以了解霍尔元件对不同方向的磁场的响应情况,并进一步研究磁场的空间分布。
最后,在完成实验后,我们需要对实验数据进行处理和分析。
首先,我们可以根据实验测得的电势差和电流的关系,来确定霍尔元件的比例系数。
然后,我们可以利用比例系数,将测得的电势差转化为磁场的强度。
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。
霍尔效应及磁场的测定
霍尔效应及磁场的测定霍尔效应及磁场的测定近年来,在科研和⽣产实践中,霍尔传感器被⼴泛应⽤于磁场的测量,它的测量灵敏度⾼,体积⼩,易于在磁场中移动和定位。
本实验利⽤霍尔传感器测量通电螺线管内直流电流与霍尔传感器输出电压之间的关系,证明霍尔电势差与螺线管内的磁感应强度成正⽐,从⽽掌握霍尔效应的物理规律;⽤通电螺线管中⼼点磁场强度的理论计算值作为标准值来校准霍尔元件的灵敏度;⽤霍尔元件测螺线管内部的磁场沿轴线的分布。
【实验⽬的与要求】1.了解霍尔传感器的⼯作原理,学习测定霍尔传感器灵敏度的⽅法;2.掌握⽤霍尔传感器测量螺线管内磁感应强度沿轴线⽅向的分布。
【实验原理】⼀、霍尔效应图8-1 霍尔效应原理图把矩形的⾦属或半导体薄⽚放在磁感应强度为B 的磁场中,薄⽚平⾯垂直于磁场⽅向。
如图8-1所⽰,在横向⽅向通以电流I ,那么就会在纵向⽅向的两端⾯间出现电位差,这种现象称为霍尔效应,两端的电压差称为霍尔电压,其正负性取决于载流⼦的类型。
(图8-1载流⼦为带负电的电⼦,是N 型半导体或⾦属),这⼀⾦属或半导体薄⽚称为霍尔元件。
假设霍尔元件由N 型半导体制成,当霍尔元件上通有电流时,⾃由电⼦运动的⽅向与电流I 的流向相反的。
由于洛伦兹⼒Bv e F m-=的作⽤,电⼦向⼀侧偏转,在半导体薄⽚的横向两端⾯间形成电场,称为霍尔电场H E ,对应的电势差称为霍尔电压U H 。
电⼦在霍尔电场H E 中所受的电场⼒为HHEe F -=,当电场⼒与磁场⼒达到平衡时,有()()0=?-+-B v e E e HBv E H ?-=若只考虑⼤⼩,不考虑⽅向有 E H =vB 因此霍尔电压U H =wE H =wvB (1)根据经典电⼦理论,霍尔元件上的电流I 与载流⼦运动的速度v 之间的关系为 I=nevwd (2)式中n 为单位体积中的⾃由电⼦数,w 为霍尔元件纵向宽度,d 为霍尔元件的厚度。
由式(1)和式(2)可得IB K IB d R end IBUH H H=??==(3)即IK UB H H=(4)式中enR H1=是由半导体本⾝电⼦迁移率决定的物理常数,称为霍尔系数,⽽K H 称为霍尔元件的灵敏度。
实验二十二霍尔效应测量磁场
实验二十二霍尔效应测量磁场
霍尔效应是指当导体(通常是金属或半导体)中有电流流过时,如果将一个垂直于电流方向的外加磁场加入,则在导体两侧会产生一定的电势差(称为霍尔电势),这种现象就是霍尔效应。
利用霍尔效应可以测量磁场强度。
下面是关于霍尔效应测量磁场实验的分析与总结:
实验原理:
当一块导体(霍尔元件)被垂直于磁场放置时,磁场会对电子的运动轨迹产生影响,导致电子在导体中积累,并产生电势差。
这个电势差称为霍尔电势(VH),霍尔电势与磁场强度(B)、电流强度(I)、导体材料和几何尺寸有关。
霍尔电势的大小可以通过测量导体两端的电压差来确定。
实验步骤:
1.将霍尔元件放置在磁场中心。
2.将电流通过霍尔元件。
3.测量霍尔电势,可以通过连接外部电压表来测量电势差。
4.改变磁场强度或电流强度并重新测量霍尔电势。
5.记录数据并进行数据处理。
实验总结:
1.霍尔效应可以用来测量磁场强度,它是一种简便、快速、精度高的磁场测量方法。
2.实验中需要注意的是,霍尔元件必须垂直于磁场,否则测量
结果会产生误差。
3.实验中需要选择合适的电流强度和测量范围,以保证测量结果的准确性和稳定性。
4.实验过程中需要进行数据处理和分析,以获得更加准确的测量结果。
5.霍尔效应不仅可以用于磁场测量,还可以用于其他领域的研究,如半导体物理、热电测量等。
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。
霍尔效应及磁场的测定实验报告
霍尔效应及磁场的测定实验报告霍尔效应及磁场的测定实验报告实验目的:1.了解霍尔效应的概念及其表现形式;2.掌握霍尔元件的使用和原理;3.探究磁场对于霍尔效应的影响及其测定方法。
实验原理:霍尔效应是指在垂直于导体芯片的方向上,当导体内部流动电荷受外磁场力作用弯曲轨迹时,在芯片两端被电极接收时所产生的电势差的现象。
霍尔效应是一种利用磁场和电流来测量电学参数的重要方法。
常用的霍尔元件由具有导电性的半导体材料经特殊处理后制成,通过对霍尔电压和磁场的测量,可以确定材料中载流子的类型、浓度、迁移率等参数。
实验装置:霍尔元件、恒流源、电子万用表、多用万用表、直流稳压电源、磁铁。
实验过程:1.连接实验电路:将霍尔元件放在磁场中心,使用恒流源连接霍尔元件的两端,同时使用电子万用表测量霍尔电势差;2.调整磁场:将磁铁放置在霍尔元件下方,并调整磁铁的位置,使得磁场与芯片法向垂直;3.测量数据:固定电流值,分别测量不同磁场下的霍尔电势差,并记录测量数据。
实验结果:1.横向霍尔电势差随着磁场的增加呈线性增长关系;2.随着电流的增大,横向霍尔电势差的值也增大;3.改变磁场方向,横向电势差的正负号随之改变。
实验分析:在固定电流的情况下,横向霍尔电势差的大小与磁场的大小呈线性关系,符合霍尔效应的理论预测。
横向电势差的正负号与磁场的方向有关,这是因为电子在磁场力的作用下,被弯曲侧向流动,而侧向电场的方向随之方向改变。
此外,仪器误差也会对测量结果造成影响。
实验结论:通过对横向霍尔电势差与磁场的关系的测量,初步探究了霍尔效应的表现形式,并明确了磁场方向对霍尔电势差的影响。
通过对测量数据的处理和分析,了解了霍尔元件的使用及其参数的测量方法,为今后在电学和材料科学领域的实际应用提供了基础。
磁场的测定(霍尔效应法)总结
磁场的测定(霍尔效应法)总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2霍尔效应及其应用实验(FB510A 型霍尔效应组合实验仪)(亥姆霍兹线圈、螺线管线圈)实验讲义长春禹衡时代光电科技有限公司4实验一 霍尔效应及其应用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年发现的,后被称为霍尔效应。
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的电测量、自动控制和信息处理等方面。
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,将有更广泛的应用前景。
掌握这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。
【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.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量试样的S H I ~V 和M H I ~V 曲线。
3.确定试样的导电类型。
【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H E 。
如图1所示的半导体试样,若在X 方向通以电流S I ,在Z 方向加磁场B ,则在Y 方向即试样A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对图1(a )所示的N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,(b )的P 型试样则沿Y 方向。
即有)(P 0)Y (E )(N 0)Y (E H H 型型⇒>⇒<显然,霍尔电场H E 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HE e•5与洛仑兹力B v e ••相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故有B v e E e H ••=• (1) 其中H E 为霍尔电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
霍尔法测磁场实验总结
霍尔法测磁场实验总结
霍尔效应是指当导体中有电流流过时,垂直于电流方向和磁场方向的电场会产
生一个电势差,这个现象就是霍尔效应。
利用霍尔效应可以测量磁场的强度,这就是霍尔法测磁场实验的原理。
在进行霍尔法测磁场实验时,首先需要准备一块矩形形状的半导体材料,如硅
或者锗。
将这块半导体材料连接到一个电源上,使其形成一个闭合电路,然后将这个闭合电路放置在一个外加磁场中。
在半导体材料的一侧放置一个电压表,另一侧放置一个磁感应强度计,通过测量在外加磁场下半导体材料两侧产生的电势差和电流,就可以计算出磁场的强度。
在实验过程中,我们发现了一些规律。
首先是磁场的方向和电流的方向会影响
霍尔电压的极性,当磁场方向和电流方向一致时,霍尔电压的极性与电流方向一致;当磁场方向和电流方向相反时,霍尔电压的极性与电流方向相反。
其次是磁场的强度和霍尔电压成正比,即磁场越强,霍尔电压也越大。
最后是半导体材料的性质也会影响霍尔电压的大小,不同的半导体材料会有不同的霍尔系数,从而影响霍尔电压的大小。
通过这些实验结果,我们可以得出结论,霍尔法测磁场实验是一种简单而有效
的测量磁场强度的方法。
它不仅可以用于实验室中对磁场的测量,还可以应用于工业和科研领域中。
同时,我们也深刻理解了霍尔效应在磁场测量中的应用,这对我们进一步深入研究磁场有着重要的意义。
总之,霍尔法测磁场实验是一项具有重要意义的实验,通过这项实验,我们不
仅加深了对霍尔效应的理解,还掌握了一种测量磁场强度的有效方法。
希望在今后的学习和科研中,我们能够充分利用这项实验成果,为科学研究和技术应用做出更大的贡献。
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告总结
霍尔效应测量螺线管磁场实验报告总结
本次实验旨在通过霍尔效应测量螺线管磁场的强度,并探究霍尔效应的原理和应用。
实验过程中,我们使用了霍尔元件、电源、万用表等仪器,通过调节电源电压和螺线管的电流,测量了不同位置的霍尔电压,并计算出了螺线管磁场的强度。
实验中,我们首先了解了霍尔效应的基本原理。
霍尔效应是指在导体中,当有磁场作用时,电子在导体中运动时会受到洛伦兹力的作用,从而在导体的一侧产生电势差,这种现象就是霍尔效应。
霍尔效应的应用非常广泛,例如在电子学中,可以用霍尔元件来测量磁场的强度;在材料科学中,可以通过霍尔效应来研究材料的电学性质等。
接着,我们进行了实验操作。
首先,我们将霍尔元件固定在一块绝缘板上,并将电源和万用表连接到霍尔元件上。
然后,我们调节电源电压和螺线管的电流,测量了不同位置的霍尔电压,并记录下来。
在实验过程中,我们发现霍尔电压与磁场的强度成正比,与电流和电压无关。
因此,我们可以通过测量霍尔电压来计算出磁场的强度。
我们对实验结果进行了分析。
通过计算,我们得出了螺线管磁场的强度,并发现其与理论值相符合。
这说明我们的实验操作正确,结果可靠。
同时,我们还探究了霍尔效应的应用,发现它在电子学、材料科学等领域都有着重要的应用价值。
本次实验通过霍尔效应测量螺线管磁场的强度,探究了霍尔效应的原理和应用。
通过实验操作和结果分析,我们深入了解了霍尔效应的基本原理和应用价值,对于今后的学习和研究具有重要的意义。
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霍尔效应及其应用实验(FB510A 型霍尔效应组合实验仪)(亥姆霍兹线圈、螺线管线圈)实验讲义长春禹衡时代光电科技有限公司实验一 霍尔效应及其应用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年发现的,后被称为霍尔效应。
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的电测量、自动控制和信息处理等方面。
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,将有更广泛的应用前景。
掌握这一富有实用性的实验,对日后的工作将有益处。
【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.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量试样的S H I ~V 和M H I ~V 曲线。
3.确定试样的导电类型。
【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H E 。
如图1所示的半导体试样,若在X 方向通以电流S I ,在Z 方向加磁场B ,则在Y 方向即试样A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对图1(a )所示的N 型试样,霍尔电场逆Y 方向,(b )的P 型试样则沿Y 方向。
即有)(P 0)Y (E )(N 0)Y (E H H 型型⇒>⇒<显然,霍尔电场H E 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HE e •与洛仑兹力B v e ••相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故有B v e E e H ••=• (1)其中H E 为霍尔电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽为b ,厚度为d ,载流子浓度为n ,则d b ve n I S ••••= (2) 由(1)、(2)两式可得:d B I R d B Ie n 1b E V S H S H H ••=•••=•= (3)即霍尔电压H V (A 、A '/电极之间的电压)与B I S •乘积成正比与试样厚度d 成反比。
比例系数en 1R H •=称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
只要测出H V (伏)以及知道S I (安)、B (高斯)和d (厘米)可按下式计算H R (厘米3/库仑):7S H H 10BI dV R ⨯••=(4)上式中的710是由于磁感应强度B 用电磁单位(mT )而其它各量均采用CGS 实用单位而引入。
2.霍尔系数H R 与其它参数间的关系: 根据H R 可进一步确定以下参数:(1)由H R 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S I 和B 的方向,若测得的,0V V A 'A H <=即点A 点电位高于点'A 的电位,则H R 为负,样品属N 型;反之则为P 型。
(2)由H R 求载流子浓度n 。
即eR 1n H •=。
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83π的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。
3.霍尔效应与材料性能的关系:根据上述可知,要得到大的霍尔电压,关键是要选择霍尔系数大(即迁移率高、电阻率ρ亦较高)的材料。
因ρ•μ=|R |H ,就金属导体而言,μ和ρ均很低,而不良导体ρ虽高,但μ极小,因而上述两种材料的霍尔系数都很小,不能用来制造霍尔器件。
半导体μ高,ρ适中,是制造霍尔元件较理想的材料,由于电子的迁移率比空穴迁移率大,所于霍尔元件多采用N 型材料,其次霍尔电压的大小与材料的厚度成反比,因此薄膜型的霍尔元件的输出电压较片状要高得多。
就霍尔器件而言,其厚度是一定的,所以实用上采用de n 1K H ••=来表示器件的灵敏度,H K 称为霍尔灵敏度,单位为T)mV/(mA •。
4.实验方法:(1)霍尔电压H V 的测量方法:值得注意的是,在产生霍尔效应的同时,因伴随着各种副效应,以致实验测得的A 、A '两极间的电压并不等于真实的霍尔电压H V 值,而是包含着各种副效应所引起的附加电压,因此必须设法消除。
根据副效应产生的机理可知,采用电流和磁场换向的对称测量法,基本上能把副效应的影响从测量结果中消除。
即在规定了电流和磁场正、反方向后,分别测量由下列四组不同方向的S I 和B 组合的A 'A V ('A 、A 两点的电位差)即:S I ,B ++ 1A 'A V V =S I ,B +- 2A 'A V V = S I ,B -- 3A 'A V V = S I ,B -+ 4A 'A V V =然后求1V 、2V 、3V 和4V 的代数平均值:4V V V V V 4321H -+-=(6)采用上述的测量方法,虽然还不能完全消除所有的副效应,但由于其引入的误差不大,可以忽略不计。
【实验仪器】510FB A 型霍尔效应组合实验仪由测试仪(通用仪器)1台、测试架1台组成。
下图为该产品实体图。
图2 510FB A 型霍尔效应组合实验仪【实验内容】1.掌握仪器性能,测量亥姆霍兹线圈磁场:(1)开机或关机前,应该将测试仪的“S I 调节”和“M I 调节”旋钮逆时针旋到底。
(2)按【附录】中的说明,连接测试仪与测试架之间各组对应连接线。
把励磁电流连接到亥姆霍兹线圈M I 输入端,松开“实验功能转换”按钮开关,使仪器测量功能转换到亥姆霍兹线圈磁场测量,相应的指示灯亮。
霍尔传感器在线圈的中心位置应是:水平移动指示尺及上下移动指示尺位置均指在“0”处。
注意:① 霍尔传感器各电极引线与对应的电流换向开关(本实验仪器采用按钮开关控制的继电器)的连线已由制造厂家连接好,实验时不必自己连接。
② 霍尔片性脆易碎,电极甚细易断,严防撞击或用手去摸,否则容易损坏! 霍尔片放置在亥姆霍兹线圈中间,在需要调节霍尔片位置时,亦需要小心谨慎。
③ 二维(或一维)移动尺在调节时应缓慢,不能用力过度,否则容易损坏其传动机构。
(3)接通电源,预热数分钟,这时候,电流表显示“000.”,电压表显示为“00.0”。
按钮开关释放时,继电器的常闭触点接通,相当于双刀双掷开关向上合,发光二极管指示出导通线路。
(4)先调节S I :从0逐步增大到mA 4,电流表所示的值即随“S I 调节”旋钮顺时针转动而增大,此时电压表所示读数为“不等势”电压值,它随S I 增大而增大,S I 换向,0H V 极性改号(此乃“不等势”电压值,可通过“对称测量法”予以消除)。
510FB 型霍尔效应实验仪H V 测试毫伏表设计有调零旋钮,通过它可把0H V 值消除。
2.测绘S H I V -曲线:顺时针转动“M I 调节” 旋钮,使m A 500I M =固定不变,再调节S I ,从mA 5.0到mA 4,每次改变mA 5.0,将对应的实验数据H V 值记录到表格1中。
(注意,测量每一组数据时,都要将M I 和S I 改变极性,从而每组都有4个H V 值)。
3.测绘M H I V -曲线:调节m A 3I S =固定不变,然后调节M I , m A 500~m A 100I M =每次增加mA 100,将对应的实验数据H V 值记录到表格2中。
极性改变同上。
4..确定样品导电类型:将实验仪三组双刀开关(扭子开关及继电器)均掷向上方,即S I 沿X 方向,B 沿Z 方向,毫伏表测量电压为A A V '。
取A 500.0I ,m A 2I M S ==,测量A A V '大小及极性,由此判断样品导电类型。
5.求样品的H R 值:6.测单边水平方向磁场分布)A 500.0I ,m A 2I (M S ==:【数据与结果】1.数据记录参考表。
表1 测绘S H I ~V 实验曲线数据记录表 A 500.0I M =表2 测绘I ~V 实验曲线数据记录表 m A 00.3I = 2.用毫米方格纸画绘S H I ~V 曲线和M H I ~V 曲线。
3.确定样品的导电类型(P 型或N 型)。
4.自拟表格,测单边水平方向磁场分布(测试条件)A 500.0I ,m A 3I (M S ==),测量点不得少于八点(不等步长),以线圈中心连线中点为相对零点位置,作X ~V H 图,另外半边在作图时可按对称原理补足。
【思考题】1、霍尔电压是怎样形成的?它的极性与磁场和电流方向(或载流子浓度)有什么关系?2、如何观察不等位效应?如何消除它?3、测量过程中哪些量要保持不变?为什么?4、换向开关的作用原理是什么?测量霍尔电压时为什么要接换向开关?5、S I 可否用交流电源(不考虑表头情怳)?为什么?实验二 利用霍尔效应测量螺线管磁场用霍尔传感器测量通电螺线管内励磁电流与输出霍尔电压之间关系,证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比;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.【实验目的】1、了解霍尔效应现象,掌握其测量磁场的原理。
2、学会用霍尔效应测量长直通电螺线管轴向磁场分布的方法。
【实验原理】长直通电螺线管中心点磁感应强度理论值根据电磁学毕奥-萨伐尔)Savat Biot (-定律,通电长直螺线管轴线上中心点的磁感应强度为:: 22M DL I N B +••μ=中心 (1)螺线管轴线上两个端面上的磁感应强度为:22MDL I N 21B 21B +••μ•==中心端面 (2)式中,μ为磁介质的磁导率,真空中的磁导率()A /m T 10470•⨯π=μ-,N 为螺线管的总匝数,M I 为螺线管的励磁电流,L 为螺线管的长度,D 为螺线管的平均直径。
【实验内容】1、把实验仪与测试架正确连接。
把励磁电流接到螺线管M I 输入端。
按下“实验项目转换”按钮,使测量功能指向螺线管磁场测量。
相应的指示灯亮。
2、把测量探头调节到螺线管轴线中心,即刻度尺读数指示为cm 0.13处,调节恒流源2,使m A 00.4I S =,不按()S H V /V (即测H V ,依次调节励磁电流为,m A 1000~0I M ±=每次改变mA 100±,测量霍尔电压,并证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比。