利用霍尔效应测磁场
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。
利用霍尔效应测磁场实验报告
六、实验误差分析
1、系统误差
实验仪器本身的精度限制，如电源输出的稳定性、电表的测量精度等。
磁场的不均匀性，可能导致测量的磁场值与实际值存在偏差。
2、随机误差
读数误差，在读取电表数据时，由于人的视觉和反应时间等因素，可能会产生一定的误差。
实验环境的干扰，如电磁场的干扰等。
｜01｜50｜25｜－24｜245｜
｜பைடு நூலகம்2｜50｜48｜－47｜475｜
｜03｜50｜72｜－71｜715｜
｜04｜50｜96｜－95｜955｜
根据实验数据，计算霍尔系数RH。由于VH＝RHIB，所以RH＝VH／（IB）
以第一组数据为例，RH＝245×10^－3／（01×50×10^－3）＝49×10^－3（m³/C）
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。
四、实验步骤
1、连接实验仪器
将霍尔效应实验仪的电源、毫安表、伏特表等按照正确的方式连接好。
确保连接线路牢固，接触良好。
2、校准仪器
使用特斯拉计对实验仪器进行校准，确保测量磁场的准确性。
3、测量霍尔电压
接通电源，调节电流I为某一固定值。
改变磁场B的大小，测量不同磁场下对应的霍尔电压VH。
eEH＝e（v×B）
设导体的宽度为b，厚度为d，则霍尔电压VH＝EHb＝（v×B）bd
又因为电流I＝nevbd，其中n为单位体积内的电子数，所以v＝I／（nebd）
将v代入霍尔电压的表达式，可得：
VH＝IB／（ned）
令RH＝1／（ned），称为霍尔系数，则VH＝RHIB
通过测量霍尔电压VH、电流I和导体的几何尺寸b、d，就可以计算出磁场B的大小。
整理物理实验报告3-利用霍尔效应测磁场
20 年 月 日A4打印 / 可编辑参考资料利用霍尔元件测量磁场的误差来源参考资料利用霍尔元件测量磁场的误差来源在测量霍尔电压U H时，不可避免地会产生一些副效应，由于这些副效应产生的附加电势差会叠加到霍尔电压U H上，形成测量中的系统误差。
这些副效应有1．不等位电势差Uσ由于霍尔元件的材料本身不均匀，以及由于工艺制作时，很难保证将霍尔片的电压输出电极（A、B）焊接在同一等势面上，因此当电流流过样品时，即使已不加磁场，在电压输出电极A、B之间也会产生一电势差。
称为不等位电势差Uσ，Uσ=Ir （r为沿x轴方向A、B间的电阻）。
Uσ只与电流有关，与磁场无关。
实验时应测量不同的I对应的Uσ，并对霍尔电势差进行修正。
2．厄廷豪森效应1897年厄廷豪森发现，当样品x方向通以电流I，z方向加一磁场时，由于霍尔片内部的载流子速度服从统计分布，有快有慢，它们在磁场作用下，慢速的载流子与快速的载流子将在霍尔电场和洛仑兹力共同作用下，沿y轴向相反的两侧偏转。
向两侧偏转的载流子的动能将转化为热能，使两侧的温度不同，因而造成在y方向上两侧的温度差（T A-T B）。
因为霍尔电极和样品两者材料不同，电极和样品就形成热电偶，这一温度在A、B间产生温差电动势U EU E∝IBU E的正负，大小与I、B的大小和方向有关，这一效应称为厄廷豪森效应。
3．能斯脱效应由于两个电流电极与霍尔样品的接触电阻不同，样品电流在电极处产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（又称热电流）Q，热电流在磁场的作用下将发生偏转，结果在y方向产生附加的电势差U N，且U N∝QBU N的正、负只与B的方向有关，这一效应称为能斯托效应。
4．里纪─勒杜克效应以上谈到的热流Q在磁场作用下，除了在y方向产生电势差外，还由于热流中的载流子的迁移率不同，将在y方向引起样品两侧的温差，此温差在y方向上产生附加温差电动势U R∝QB，U R只和B有关，和I无关。
利用霍尔效应测磁场
实验6.17 利用霍尔效应测磁场1. 实验目的(1) 了解用霍尔器件测磁场的原理；(2) 掌握用霍尔器件测量长直螺线管内部磁场的方法；(3) 掌握检测一对共轴线圈耦合程度的方法。
2. 实验仪器HCC-1型霍尔效应测磁仪，HCC-1型交直流电源，长直螺线管和亥姆霍兹共轴线圈对。
3. 仪器简介HCC-1型霍尔效应测磁仪由下面五个分离部件组合而成：（1）霍尔测磁传感器霍尔测磁传感器又称为霍尔探杆。
探杆直径为6.0mm, 长度(含手柄)为520.0mm, 其前面400.0mm有毫米刻度, 可以方便地确定探杆前端(探头)在磁场中的位置。
探头内安装有HZ-2 型霍尔器件, 作为测磁传感器。
每个霍尔器件的灵敏度K H已标在霍尔探杆的手柄上。
（2）HCC-1 型霍尔效应测磁仪该仪器又称为霍尔电压测量仪。
它的前面板如图6.17-1所示。
将“调零与测量”开关拨至“× 1”档, 可以测量0 ~ 0.75mV的霍尔电压。
HCC-1型霍尔效应测磁仪还可以给霍尔器件提供0 ~ 20mA的控制电流。
图6.17-1 HCC-1型霍尔效应测磁仪的前面板图（3）HCC-1型交直流电源该电源可以提供交流4.0V、8.0V或直流0.0 ~ l0.0V、最大电流为2.0A的激磁电流。
它的前面板如图6.17-2所示。
（4）长直螺线管它是用线径Ф=1.0rnrn的漆包线在有效长度L =30.0cm的骨架上按n =36 ·匝cm-1 密度绕成直径为24.0mm的螺线管，两端口总长32.0cm。
（5）共轴线圈对它是装在一个带毫米刻度尺座架上的一对线圈, 其中一个线圈可以在座架上移动, 以改变两个线圈中心之间的距离。
线圈的线径Ф= 0.9mm, 每个线圈的匝数N =360匝, 直径D =13.6cm 。
4. 实验原理（1）用霍尔器件测磁场的原理如图6.17-3所示, 把一金属薄片放在磁场中, 磁感应强度B 垂直于薄片向上, 当在MN方向通入电流(称为控制电流)I 时, 在P 、Q 两侧面之间就会产生一定的电势差。
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。
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。
．了解霍尔效应的基本原理。
2．学习用霍尔效应测量磁场。
．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。
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．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。
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。
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，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，洛沦兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，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。
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。
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。
霍尔效应测量磁场实验报告
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、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。
3、学会使用霍尔效应实验仪进行测量和数据处理。
二、实验原理1、霍尔效应当电流 I 沿垂直于磁场 B 的方向通过半导体薄片时，在薄片的垂直于电流和磁场的两侧面之间会产生一个横向电势差 UH，这个现象称为霍尔效应。
UH 称为霍尔电势差。
霍尔电势差的产生是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用。
设半导体薄片中的载流子（假设为电子）的电荷量为 q，平均定向移动速度为 v，薄片的宽度为 b，厚度为 d，则电子受到的洛伦兹力为：F ＝ qvB在洛伦兹力的作用下，电子向一侧偏转，从而在薄片的两侧面之间形成了一个电场E，当电场力与洛伦兹力达到平衡时，电子不再偏转，此时有：qE ＝ qvBE ＝ vB电场强度 E 与电势差 UH 的关系为：E ＝ UH ／ b所以霍尔电势差为：UH ＝ IB ／ nqd其中，n 为载流子浓度。
2、霍尔系数和灵敏度霍尔系数 RH ＝ 1 ／ nq，它反映了材料的霍尔效应特性。
霍尔元件的灵敏度 KH ＝ RH ／ d，表示单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势差。
三、实验仪器霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源、毫安表、伏特表等。
四、实验内容及步骤1、仪器连接按照实验仪器说明书，将霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表等正确连接。
2、调节磁场打开特斯拉计，调节磁场强度到一定值，并记录下来。
3、测量霍尔电势差（1）保持磁场强度不变，改变电流 I 的大小，测量不同电流下的霍尔电势差 UH，并记录数据。
（2）保持电流 I 不变，改变磁场强度 B 的大小，测量不同磁场强度下的霍尔电势差 UH，并记录数据。
4、数据处理（1）根据测量数据，绘制 UH I 曲线和 UH B 曲线。
（2）通过曲线斜率计算霍尔系数 RH 和灵敏度 KH。
五、实验数据记录与处理1、数据记录｜电流 I （mA) ｜霍尔电势差 UH （mV) ｜磁场强度 B （T) ｜霍尔电势差 UH （mV) ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 500 ｜ 010 ｜ 550 ｜｜ 200 ｜ 1000 ｜ 020 ｜ 1100 ｜｜ 300 ｜ 1500 ｜ 030 ｜ 1650 ｜｜ 400 ｜ 2000 ｜ 040 ｜ 2200 ｜｜ 500 ｜ 2500 ｜ 050 ｜ 2750 ｜2、绘制曲线以电流 I 为横坐标，霍尔电势差 UH 为纵坐标，绘制 UH I 曲线。
利用霍尔效应测磁场
n
1 RH e 。应该指出，这个关系式是假定
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、电阻率亦较高）的材料。因 ，就金属导体而言，迁移率和电阻率 均很低，而不良导体电阻率虽高，但迁移率极小，因而这两种材料的霍尔系数 都很小，不能用来制造霍尔器件。半导体迁移率高，电阻率适中，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。
1
比例系数 R ne 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 （伏）以及知道 （安）、（高斯）和 （厘米）可按下式计算 （厘米3／库仑）：
H
（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。
综合性实验21
利用霍尔效应测磁场
【实验目的】
1、研究霍尔效应的基本特性 （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）测绘霍尔元件的V I 和 V I 曲线； （3）确定霍尔元件的导电类型，测量其霍尔系数、 载流子浓度以及迁移率。 2、应用霍尔效应测量磁场
H S
实验方法
（1）霍尔电压 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 、 两极间的电压并不等于真实的霍尔电压 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 和 组合的 （ 、 两点的电位差）即：
用霍尔效应测量磁场的实验报告
用霍尔效应测量磁场的实验报告
实验目的：掌握用霍尔效应测量磁场的方法，并测量出磁场的大小。
实验原理：当一个电流通过一块导体板时，如果与该板垂直方向的磁场发生变化，板上就会产生电势差，即霍尔电压，这就是霍尔效应。
霍尔效应的公式为：VH=B·IB·d，其中VH为霍尔电压，B为磁场大小，IB为电流大小，d为针对霍尔元件的厚度。
实验材料：磁铁、霍尔元件、导线、电流表、电压表、万用表。
实验步骤：
1. 在实验板上固定霍尔元件，并将元件上的三个接头与接线柱连接。
2. 连接电路：电流表与霍尔元件串联，接线柱连接电流源，电源的正电极通过导线连接与霍尔元件的横向端子相接，负极通过导线连接与霍尔元件的竖向端子相接。
3. 调节电流源的纹波电流为零，保证恒流源的输出电流稳定在一个合适的电流值。
4. 将磁铁从霍尔元件上方经过，记录其所在位置和霍尔电压。
5. 依次改变磁铁的位置，记录每个位置的霍尔电压。
6. 将上述实验结果整理，根据霍尔效应公式求出磁场大小B。
实验结果：
磁铁位置（cm）霍尔电压（V）
0 0
1 0.14
2 0.28
3 0.42
4 0.56
公式计算：B=VH÷IB÷d，VH=0.56V，IB=0.5A，d=0.1mm。
B=0.56÷0.5÷0.1=11.2T。
实验结论：通过霍尔效应测量出磁场大小为11.2T。
霍尔效应测磁场
霍尔效应测磁场
霍尔效应测磁场是一种测量场的方法，用来测量物体的磁场强度。
它是根据一个名为霍尔的德国物理学家Hermann von Helmholtz的发现来命名的，他认为，如果一种具有或模拟磁力的物质被放置在铁的外壳的某一端，此外壳就会出现磁场和电流。
如果物质的或模拟的磁力发生变化，那么外壳就会呈现出不同的磁场和电流。
霍尔效应测磁场的工作原理
霍尔效应测磁场是一种磁力分析仪，它通过读取受磁影响的铁壳上的电流和电势，来测量物体的磁场强度。
它使用两个导线或一对磁芯来形成一个尔坚闭环，磁化量会在尔坚闭环中流动，这种磁化量在尔坚闭环的两个端口之间产生一个电压，可以通过测量这个电压来确定物体的磁力强度。
霍尔效应测磁场的应用
霍尔效应测磁场可以应用于仪器测量、舰船定位、金属检测、磁体的磁效应实验、交流和电动机的发现等领域。
它还可以被用于研究磁流变梯度和地磁场的变化，也可以测量物质的磁化量和磁矩。
霍尔效应测磁场的优点
霍尔效应测磁场具有准确度高，发射量小，速度快等优点，可以更快更准确地测量物体的磁场强度。
相比于传统的测量方法，可以实现较高的精度，而且能够更快更准确地测量物体的磁场强度。
此外，它还可以节约能源，因为它不需要给物体施加额外的磁力，而只需要测量物体本身的磁化量。
结论
霍尔效应测磁场是一种常见的测量方法，它可以应用于仪器测量，舰船定位，金属检测，磁体的磁效应实验，交流和电动机的发现等领域，它具有准确度高，发射量小，速度快等优点，可以更快更准确地测量物体的磁场强度。
用霍尔效应测量磁场
R0 是两等位面间的电阻，由此可见，在 R0 确定的情况下，
U0 与 Is的大小成正比，且其正负随 Is的方向而改变。
当元件 X 方向通以工作电流 IS，Z 方向加磁场 B 时，由于霍尔片内的载流子
速度服从统计分布，有快有慢。在到达动态平衡时，在磁场的作用下慢速快 速的载流子将在洛仑兹力和霍耳电场的共同作用下，沿 y 轴分别向相反的两 侧偏转，这些载流子的动能将转化为热能，使两侧的温升不同，因而造成 y
与磁感强度 B 值就可以从仪器上直接读出来了。这样的测磁仪器称特斯拉计
（原称高斯计），特斯拉和高斯都是磁感强度 B 的单位，以上所述，就是用 霍尔元件测量磁场的原理。
实验误差及其消除
由于制作时，两个霍尔电势不可能绝对对称的焊在霍尔片两侧（图 2-1）、霍 尔片电阻率不均匀、控制电流极的端面接触不良（图 2-2）都可能造成 P,Q两极 不处在同一等位面上，此时虽未加磁场，但 P,Q 间存在电势差 U0，此称不等位电势， U0＝IsR0
如 3）所述霍尔元件在 x 方向有温度梯度 dxdT ，引起载流子沿梯度方向扩散而有热电流 Q 通过元 件，在此过程中载流子受 Z 方向的磁场 B 作用下，在 y 方向引起类似爱廷豪森效应的温差 TA－TB， 由此产生的电势差 UR∝QB，其符号与 B 的方向有关，与 Is的方向无关。为了减少和消除以上效应 的附加电势差，利用这些附加电势差与霍尔元件工作电流 IS，磁场 B（即相应的励磁电流 IM）的 关系，采用对称（交换）测量法进行测量。 当＋IS，＋IM时 UAB1 ＝＋UH＋U0＋UE＋UN＋UR 当＋IS，－IM时 UAB2 ＝－UH＋U0－UE＋UN＋UR
2）对于半无限长螺丝管端或有限长螺线管两端口磁场为
B≈uonl/2
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。
霍尔效应测磁场的原理
霍尔效应测磁场的原理霍尔效应是指在垂直于电流方向的磁场中，当一个电流通过一条导体时，导体两侧会产生电场差异，即霍尔电势差。
这个差异可以通过测量霍尔电压来获得，从而间接测量磁场的强度。
霍尔效应的原理可以通过以下步骤来解释：1. 首先，在一块导电材料表面的两个端点之间施加一定的电压，形成一定的电流通过导体。
该导体通常针对的是一块薄片，我们称之为霍尔片。
2. 在垂直于电流方向的磁场中，由于磁场的存在，磁力会作用于通过导体的电荷载流子（通常为电子）上，使它们偏转。
这个偏转方向是由洛伦兹力决定的。
3. 在导体内部，由于电子的偏转，会在导体两侧产生电荷分离。
在通电侧，电子受到向下的偏转力，使得负电荷在导体表面向上堆积。
在非通电侧，电子受到向上的偏转力，使得负电荷在导体表面向下堆积。
这种电荷分离会使导体两侧的电压之间产生差异，即霍尔电势差。
4. 测量位于导体两侧的霍尔电势差，可以通过电压表等电子仪器进行。
霍尔电势差的大小与电流强度、磁场强度及材料特性等因素有关。
5. 根据霍尔电势差与磁场强度之间的关系，可以借助数学模型转换计算，从而得到磁场的强度。
霍尔效应的主要特点是其与电流和磁场的垂直关系密切相关。
当电流和磁场方向平行时，霍尔电势差达到最大值；当电流和磁场方向相反时，霍尔电势差为零；当电流和磁场方向夹角小于90度时，霍尔电势差将处于上述两种极端情况之间。
霍尔效应具有以下一些应用：1. 磁场测量：利用霍尔效应可以方便地实现对磁场的测量，因此在很多领域中被广泛应用。
例如，可以用于电动机、变压器等磁场的监测。
2. 电流传感器：由于霍尔电势差与电流强度密切相关，可以将霍尔片作为电流传感器使用。
例如，在电动车中，可以通过霍尔片来测量电池的放电电流。
3. 速度测量：利用霍尔效应的电压变化特性，可以测量旋转物体的转速。
例如，在计算机硬盘驱动器中，可以通过在驱动器的旋转轴上安装霍尔片来测量盘片的旋转速度。
总结起来，霍尔效应是一种通过测量霍尔电势差来间接测量磁场强度的方法。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数据表格：
1、记录所用测量仪器的仪器误差：
2、设计并画出测量数据表格
教师签字：
月日
大学物理验十三 利用霍尔效应测磁场
实验目的：
实验原理及仪器介绍：
1、对照实验室仪器写出实验仪器名称、型号及规格：
2、画图说明霍尔效应专用电源上的换向开关的工作原理。
问题一：霍尔效应专用电源与螺线管实验装置间的励磁电流、工作电流、霍尔电压都是一一对应的，实验中一定不要接错，如果接错将会产生什么后果？
问题二：连接电路前、实验结束后，应对励磁电流、工作电流调节旋纽做何调整？为什么？
3、预习霍尔电源、螺线管磁场测定装置，熟悉它们的结构及各旋钮、开关的功能。
实验内容及步骤：
问题一：测量螺线管内部磁场分布时，应从螺线管中部开始测量，如何确定霍尔片已经处于螺线管正中间？
问题二：实验过程中，流经螺线管的励磁电流很大，将使螺线管发热，从而会改变霍尔元件的灵敏度，实验时应采取什么措施克服这一影响？