大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】
大学物理实验报告系列之霍尔效应-大物霍尔效应实验报告
大学物理实验报告【实验名称】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．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM 曲线。
3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】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的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。
对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力F B= e v B （1）则在Y方向即试样A、A'电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P 型试样则沿Y方向，有：Is (X)、B (Z) E H (Y) <0 (N型)E H (Y) >0 (P型)显然，该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HeE与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有HeE= B v e（2）其中HE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bdvneIs=（3）由（2）、（3）两式可得dBIRdBInebEV SHSHH===1（4）即霍尔电压HV（A、A'电极之间的电压）与IsB乘积成正比与试样厚度成反比。
.) (mA IS)(1mvV)(2mvV)(3mvV)(4mvV)(44321mvVVVVVR-+-=BIS++...BIS-+...BIS+-...BIS--...1.00 4.09 4.02 4.02 4.11 0.041.50 6.15 6.03 6.06 6.18 0.062.00 8.21 8.3 8.04 8.20 0.0852.50 10.25 10.06 10.04 10.27 0.1053.00 12.33 12.05 12.05 12.29 0.1304.00 16.39 16.07 16.09 16.41 0.160)(mA IM)(1mvV)(2mvV)(3mvV)(4mvV)(44321mvVVVVVH-+-=BIS++...BIS-+...BIS+-...BIS--...0.300 4.18 4.02 3.95 4.18 0.0975 0.400 5.52 5.37 5.30 5.49 0.0850.500 6.84 6.68 6.67 6.84 0.08250.600 8.19 8.04 8.03 8.21 0.08250.700 9.55 9.04 9.38 9.55 0.1700.800 10.90 10.75 10.74 10.92 0.0825mvV1.167=σmmd5.0=mml3=mmb5=TAKGSB364.0/64.3==由公式ccmBIdVRSHH/0549.01036401105.004.0103848=⨯⨯⨯⨯=⨯=-由公式1719108.8106.10549.011--⨯=⨯⨯==eRnH由公式63.143105.051.167233=⨯⨯⨯⨯==-SVlISσσ西门子/米由公式89.763.1430549.0=⨯==σμHR.【小结与讨论】(1)了解了霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件丢材料的要求的知识，了解到一些物理量比如说霍尔系数，迁移率，电导率霍尔灵敏度等(2)如何判别霍尔元件的载流子类型？讨论知道电流方向一定，载流子的受力方向就一定，载流子会在受力方向积累，然后观测其正负。
大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】
大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
阐述了霍尔效应的原理，霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
霍尔效应霍尔元件应用一、霍尔效应原理霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差UH的现象。
电势差UH称为霍尔电压，EH称为霍尔电场强度。
此时的载流子既受到洛伦兹力作用又受到与洛伦兹力方向相反的霍尔电场力作用，当载流子所受的洛伦兹力与霍尔电场力相等时，霍尔电压保持相对稳定。
二、霍尔元件的特点和分类1.霍尔元件的特点。
霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，调试方便等。
霍尔元件和永久磁体都能在很宽的温度范围(-40℃～1 50℃)、很强的振动冲击条件下工作，且磁场不受一般介质的阻隔。
另外它的变换器组件能够和相关的信号处理电路集成到同一片硅片上，体积小，成本低，且具有较好的抗电磁干扰性能。
2.霍尔元件的分类。
按照霍尔元件的结构可分为：一维霍尔元件、二维霍尔元件和三维霍尔元件。
一维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件，它的主要参数是灵敏度、工作温度和频率响应。
运用此类器件时，就可将与适当的小磁钢一起运动的物体的位置、位移、速度、角度等信息以电信号的形式传感出来，达到了自动测量与控制的目的。
二维霍尔元件的结构是二维平面，也被称为平面霍尔元件；三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。
霍尔元件按功能可分为：线形元件、开关、锁存器和专用传感器。
三、霍尔效应的应用人们在利用霍尔效应原理开发的各种霍尔元件已广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航天航空等工业部门及国防领域。
大物霍尔效应实验报告（共8篇）
大物霍尔效应实验报告(共8篇)大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的VH?Is，VH?IM曲线了解霍尔电势差VH与霍尔元件控制（工作）电流Is、励磁电流IM之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二．实验原理：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
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的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如右图（1）所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流Is（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。
由于洛伦兹力fL的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fE的作用。
随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时，fL=-fE，则电子积累便达到动态平衡。
这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场EH，相应的电势差称为霍尔电压VH。
设电子按均一速度向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛伦兹力为fL=-eB式中e为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。
大学物理实验报告霍尔效应
大学物理实验报告霍尔效应一、实验名称：霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的、曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分布；4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。
三、仪器用具：YX-04 型霍尔效应实验仪(仪器资产编号)四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释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于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1 所示。
半导体样品，若在x 方向通以电流，在z 方向加磁场，则在y 方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场，电场的指向取决于样品的导电类型。
显然，当载流子所受的横向电场力时电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压)。
设为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为，厚度为，载流子浓度为，则有：(1-1) 因为，，又根据，则(1-2)其中称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
只要测出、以及知道和，可按下式计算：(1-3)(1-4)为霍尔元件灵敏度。
根据RH 可进一步确定以下参数。
(1)由的符号(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(即测量中的+，+)，若测得的 <0(即A′的电位低于A 的电位)，则样品属N 型，反之为P 型。
(2)由求载流子浓度，即。
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，考虑载流子的速度统计分布，需引入的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。
(3)结合电导率的测量，求载流子的迁移率。
霍尔效应及其应用实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：霍尔效应及其应用
图3.3 霍尔器件输出特性测量仪器实物图
仪器操作注意事项
1、测试仪开关机前将I S和I M旋钮逆时针转到底，防止输出电流过大；
2、I S和I M接线不可颠倒，以防烧坏霍尔片；
3、式样应置于螺旋线圈/铁芯气隙内磁场均匀处（即尽量处于中心）。
4、电压表调零
，测试仪功能选择置于“V H”，然后调节I M=0.5A,d=0.5mm
K，单位为千高斯/安(KGs/A)
表5.1 V H—I S曲线图
表5.2测绘曲线V H—I M数据记录表
/mV V2/mV V3/mV V4/mV V
Is-B，+Is-B，-Is+B，-Is
-4.52 4.53-4.80
-6.07 6.11-6.36
-7.637.64-7.92
-9.199.20-9.47
-10.7510.76-11.03
-12.3112.32-12.60
图5.2V H—I M曲线图
测量螺线管轴线上磁场分布
图5.3螺线管轴线上磁场分布
I S曲线的数据处理如下
=0.500A，K=3.94(KGS/A)
V H1=V1−V2+V3−V4
4=2.64−(−2.54)+2.55−(−2.63)
4
=2.59(mV)
5.1；
B=KI M=0.394×0.5=0.197(T)。
大物实验报告霍尔效应
大物实验报告霍尔效应
《大物实验报告：霍尔效应》
霍尔效应是指在导体中有电流通过时，垂直于电流方向的磁场会产生电势差，这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的发现和研究对于理解电磁现象和应用于各种电子设备中具有重要意义。
在本次实验中，我们将探究霍尔效应的基本原理和应用。
实验步骤：
1. 准备实验装置：实验装置包括导体样品、电源、磁场源和电压测量仪器。
2. 施加电流：将电流通过导体样品，观察电压测量仪器的读数。
3. 施加磁场：在导体样品周围施加磁场，再次观察电压测量仪器的读数。
4. 记录数据：记录不同电流和磁场下的电压测量值。
实验结果：
通过实验数据的记录和分析，我们发现在施加磁场后，电压测量仪器的读数发生了变化。
这表明在导体中有电流通过时，垂直于电流方向的磁场会产生电势差，即霍尔效应的存在。
实验结果与霍尔效应的基本原理相符合。
实验结论：
霍尔效应是一种重要的电磁现象，它在各种电子设备中具有广泛的应用。
例如在传感器中，霍尔效应可以用来测量磁场强度；在电子仪器中，霍尔效应可以用来控制电流和电压。
因此，对霍尔效应的研究和应用具有重要的意义。
总结：
通过本次实验，我们深入了解了霍尔效应的基本原理和应用。
霍尔效应的发现和研究对于电磁现象的理解和电子设备的应用具有重要意义。
我们将继续深入
研究霍尔效应，并探索其在各种领域的应用潜力。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应用实验报告摘要：霍尔效应是指当电流通过垂直于电场和磁场的导体时，会产生一种垂直于电流流向和磁场方向的电势差，这种现象称为霍尔效应。
本实验通过测量霍尔电势差和电流的关系，验证了霍尔效应的存在，并研究了其在磁通密度和电流变化下的性质。
最后，通过实验结果的分析，探讨了霍尔效应在实际应用中的潜力。
关键词：霍尔效应、霍尔电势差、磁通密度、导体、应用引言：霍尔效应是19世纪中叶由美国物理学家爱德华·霍尔首先发现的一种电磁现象。
霍尔效应不仅可以用于测量磁场的强度，还可以用于测量导体材料的电导率和载流子浓度。
因此，它在电子学领域有着广泛的应用。
实验目的：1.验证霍尔效应的存在。
2.研究霍尔电势差和电流的关系。
3.了解霍尔效应在磁通密度和电流变化下的性质。
4.探讨霍尔效应在实际应用中的潜力。
实验仪器和材料：1.霍尔效应实验装置（包括霍尔探头、恒流电源、磁铁等）。
2.电流表和电压表。
3.导线、电池等。
实验原理和步骤：1.实验原理：当电流通过垂直于电场和磁场的导体时，会产生一种垂直于电流流向和磁场方向的电势差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔电势差与电流和磁通密度成正比。
2.实验步骤：(1)将霍尔探头连接到实验装置上，并调节磁铁的位置，使得磁场垂直于电流和导线。
(2)打开电源，设定一定的电流强度，并测量电压和电流的值。
(3)调整磁铁的位置，记录不同磁通密度下的电压和电流值。
(4)分析实验结果，得出霍尔电势差与电流和磁通密度的关系。
实验结果与分析：1.实验数据记录表：（略）2.实验结果分析：通过实验数据的分析，可以得出霍尔电势差与电流和磁通密度成正比的关系。
并且，在一定范围内，电流越大，霍尔电势差越大。
当磁通密度增加时，霍尔电势差也会随之增加。
实验结论：1.实验验证了霍尔效应的存在，证明了电流通过垂直于电场和磁场的导体时会产生霍尔电势差的现象。
2.实验结果表明，霍尔电势差与电流和磁通密度成正比。
3.霍尔效应具有测量磁场强度、导体电导率和载流子浓度等应用价值。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应用实验报告一、实验名称： 霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的H s V I -、H m V I -曲线，了解霍尔电压H V 与霍尔元件工作电流s I 、直螺线管的励磁电流m I 间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度B 及分布；4、学习用对称交换测量法（异号法）消除负效应产生的系统误差。
三、仪器用具：YX-04型霍尔效应实验仪（仪器资产编号） 四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释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Bf 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于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１所示。
半导体样品，若在ｘ方向通以电流sI ，在ｚ方向加磁场B ，则在ｙ方向即样品Ａ、Ａ′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场HE ，电场的指向取决于样品的导电类型。
显然，当载流子所受的横向电场力E B f f <时电荷不断聚积，电场不断加强，直到E B f f =样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品Ａ、Ａ′间形成了稳定的电势差（霍尔电压）H V 。
设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；样品的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则有：s I nevbd= （1－1）因为E H f eE =，B f evB =，又根据E B f f =，则1s s H H H I BI B V E b R ne d d =⋅=⋅= （1－2）其中1/()H R ne =称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
只要测出H V 、B 以及知道sI 和d ，可按下式计算3(/)H R m c ：H H s V dR I B =（1－3）BI U K S H H /= （1—4）H K 为霍尔元件灵敏度。
霍尔效应实验报告RH(共10篇)
篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：霍尔效应及其应用实验报告霍尔效应及其应用实验报告（物理学创新实验班41306187）【摘要】 szy 本实验通过了解霍尔原理及霍尔元器件的使用，测绘vh?is和vh?im 的图像并测量霍尔系数、电导率。
试验在测量过程中，由于各种副效应会引起各种误差。
在此做以分析和修正，采用vh对称测量法以消除副效应。
经过修正后的实验，更大程度地降低了实验误差，使k的测量更加接近真实值。
【关键词】霍尔片载流子密度霍尔系数霍尔电压 mathematica 【引言】霍尔效应是霍尔于1879年发现的，这一效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用。
霍尔系数的准确测量在应用中有着十分重要的意义。
由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应，使得霍尔系数在测量过程中变得比较困难。
因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应。
【正文】一、实验原理起的偏转。
当带电粒子被约束在固体材料中，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，即霍尔电场。
图（1、a）所示的n型半导体试样，若在x方向的电极d、e上通以电流is，在z方向加磁场b，试样中载流子将受洛仑兹力：f ? e v b ①其中e为载流子电量， b为磁感v应强度。
无论载流子是正电荷还是负电荷，fg的方向均沿y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在y方向即试样a、a′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样a、a′两侧产生一个电位差vh，形成相应的附加电场e—霍尔电场，相应的电压vh称为霍尔电压，电极a、a′称为霍尔电极。
g（a）（b）图(1) 原理图显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与fg方向相反的横向电场力：fe=eeh ②其中eh为霍尔电场强度。
fe随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e eh与洛仑兹力evb 相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eeh?eevb③设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度is与的关系为? is bd ④由（3）、（4）两式可得ib1isbvh?ehb??ksnedd d ⑤即霍尔电压vh（a、a′电极之间的电压）与isb乘积成正比与试样厚度d成反比。
大一下物理实验【实验报告】 霍尔效应的研究及利用霍尔效应测磁场
东南大学物理实验报告姓名学号指导老师日期座位号报告成绩实验名称：霍尔效应的研究及利用霍尔效应测磁场目录预习报告...................................................2~5 实验目的 (2)实验仪器 (2)实验中的主要工作 (2)预习中遇到的问题及思考 (3)实验原始数据记录 (4)实验报告…………………………………………6~12 实验原理………………………………………………………实验步骤………………………………………………………实验数据处理及分析…………………………………………讨论……………………………………………………………预习报告实验目的：1.了解霍尔效应的基本原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
2.了解霍尔效应及其消除办法。
3.确定试样的导电类型，载流子浓度以及迁移率。
4.利用霍尔效应测量磁场，并研究载流线圈组的磁场分布。
实验仪器（包括仪器型号）：实验中的主要工作：1.霍尔效应的研究：（1）、测量霍尔元件的灵敏度；（2）、测量半导体材料的电导率；（3）、确定所用霍尔元件的电导类型，计算霍尔系数R，载H流子浓度n及载流子迁移率 。
2.利用霍尔效应测磁场：（1）、根据仪器的使用方法调整好测磁实验仪；（2）、测定一对共轴线圈轴线上的磁场分布；（3）、测量长直螺线管轴线上的磁场分布。
①取I=10mA和适当的I M，测量螺线管轴线磁场上的分布，做B-X曲线，并分析结果②测定B=CI M中螺线管常数C预习中遇到的问题及思考：1.霍尔效应实验中有哪些副效应？通过什么方法消除它？答：霍尔元件通常为一矩形薄片，由于材料本身的不均匀以及电压输出的对称性，会在电极位置产生不等位电势差，在研究固体的导电性质时还发现一些热电、热磁效应伴随着霍尔效应一起出现，这样实验中从A、A`测得的电压U并不等于真实的霍尔电压，而是包含了由各种副效应引起的虚假电压。
一般来说附加电压的正负与霍尔原件工作电流及磁感应强度B的方向有关，可以采用对称测量法进行修正。
2023年霍尔效应的应用实验报告
一、名称: 霍尔效应旳应用二、目旳：1. 霍尔效应原理及霍尔元件有关参数旳含义和作用2．测绘霍尔元件旳VH—Is, VH—IM曲线, 理解霍尔电势差VH与霍尔元件工作电流Is, 磁场应强度B及励磁电流IM之间旳关系。
三、 3. 学习运用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
四、 4. 学习用“对称互换测量法”消除负效应产生旳系统误差。
五、器材：1.试验仪:（1）电磁铁。
（2）样品和样品架。
（3）Is和I M 换向开关及V H 、Vó切换开关。
2.测试仪:（1）两组恒流源。
（2）直流数字电压表。
六、 原理：霍尔效应从本质上讲是运动旳带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起旳偏转。
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旳聚积, 从而形成附加旳横向电场, 即霍尔电场 。
如图15-1所示旳半导体试样, 若在X 方向通以电流 , 在Z 方向加磁场 , 则在Y 方向即试样 A-A/ 电极两侧就开始汇集异号电荷而产生对应旳附加电场。
电场旳指向取决于试样旳导电类型。
对图所示旳N 型试样, 霍尔电场逆Y 方向, （b ）旳P 型试样则沿Y 方向。
即有)(P 0)()(N 0)(型型⇒>⇒<Y E Y E H H显然, 霍尔电场 是制止载流子继续向侧面偏移, 当载流子所受旳横向电场力 与洛仑兹力相等,样品两侧电荷旳积累就到达动态平衡, 故=（1）eEBv eH其中为霍尔电场, 是载流子在电流方向上旳平均漂移速度。
设试样旳宽为b, 厚度为d, 载流子浓度为n , 则=（2）IbdnevS由（1）、（2）两式可得: (3)即霍尔电压（A 、A／电极之间旳电压）与乘积成正比与试样厚度成反比。
比例系数称为霍尔系数, 它是反应材料霍尔效应强弱旳重要参数。
只要测出（伏）以及懂得（安）、（高斯）和（厘米）可按下式计算（厘米3／库仑）：RH＝（4）上式中旳108是由于磁感应强度B用电磁单位（高斯）而其他各量均采用CGS实用单位而引入。
霍尔效应的研究与应用实验报告
霍尔效应的研究与应用实验报告一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和特性；2. 掌握霍尔元件的使用方法；3. 学习如何进行霍尔效应的实验测量；4. 理解霍尔效应在电子技术中的应用。
二、实验原理1. 霍尔效应当一个电流通过一个导体时，会在导体内产生一个磁场。
如果将这个导体放置在另一个磁场中，那么这个磁场会对导体内的电荷运动产生影响，使得电荷在导体中出现偏移。
这种现象就是霍尔效应。
2. 霍尔元件为了利用霍尔效应进行测量，需要使用一种叫做霍尔元件的器件。
它通常由一块半导体材料制成，上面有三个引线：两个用于通电，另一个则是输出引脚。
当通过器件中的电流时，在垂直于器件表面方向上会产生一个横向磁场，从而使得载流子发生偏移。
3. 实验测量为了进行实验测量，需要将霍尔元件放置在磁场中，并通过元件通入一定大小的电流。
此时可以测量出输出端口处产生的电压，从而计算出霍尔系数和磁场强度等参数。
三、实验步骤1. 准备工作将实验仪器准备好，包括霍尔元件、磁铁、万用表等。
2. 实验测量将霍尔元件放置在磁场中，并通过元件通入一定大小的电流。
此时可以测量出输出端口处产生的电压，并记录下来。
重复多次实验，以得到更加准确的结果。
3. 数据处理根据实验测量结果，可以计算出霍尔系数和磁场强度等参数。
同时需要进行数据分析，以确定实验结果的可靠性和准确性。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了霍尔元件在不同磁场下的输出电压值，并计算出了相应的霍尔系数和磁场强度等参数。
同时我们还进行了数据分析，以确定实验结果的可靠性和准确性。
根据实验结果与分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔效应是一种非常重要的物理现象，在电子技术中有着广泛应用；2. 霍尔元件是利用霍尔效应进行测量的重要器件之一；3. 实验测量结果的准确性和可靠性取决于实验仪器和实验操作的精度，需要进行严谨的数据处理和分析。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了霍尔效应的基本原理和特性，掌握了霍尔元件的使用方法，学习了如何进行霍尔效应的实验测量，并理解了霍尔效应在电子技术中的应用。
【实验报告】霍尔效应实验报告
【实验报告】霍尔效应实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。
2、掌握用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。
3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压和电流等相关物理量。
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，这一现象就是霍尔效应。
假设在一块矩形半导体薄片（通常为 N 型半导体）上沿 X 方向通以电流 I，在 Z 方向加上磁场 B，那么在 Y 方向上就会产生电势差 UH，这个电势差称为霍尔电压。
霍尔电压 UH 的大小与电流 I、磁感应强度 B 以及半导体薄片的厚度 d 等因素有关，其关系式为：UH ＝ KHIB/d ，其中 KH 称为霍尔系数。
三、实验仪器1、霍尔效应实验仪：包括霍尔元件、励磁线圈、测量电路等。
2、直流电源：提供稳定的电流和电压输出。
3、数字电压表：用于测量霍尔电压和励磁电流等。
四、实验步骤1、连接实验仪器将霍尔元件安装在实验仪的相应位置，并连接好测量电路。
接通直流电源，确保电源输出稳定。
2、测量霍尔电压调节励磁电流 IM，使其达到一定的值。
改变工作电流 IS 的大小和方向，分别测量相应的霍尔电压 UH 。
3、测量励磁电流与磁感应强度的关系保持工作电流 IS 不变，逐步增大励磁电流 IM ，测量不同 IM 对应的霍尔电压 UH 。
4、数据记录与处理将测量得到的数据记录在表格中。
根据实验数据，绘制 UH IS 曲线和 UH IM 曲线。
五、实验数据及处理以下是实验中测量得到的数据记录表格：｜工作电流 IS（mA）｜霍尔电压 UH（mV）（＋IS）｜霍尔电压 UH（mV）（IS）｜平均霍尔电压 UH（mV）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 256 ｜－258 ｜ 257 ｜｜ 200 ｜ 512 ｜－510 ｜ 511 ｜｜ 300 ｜ 768 ｜－770 ｜ 769 ｜｜ 400 ｜ 1024 ｜－1026 ｜ 1025 ｜｜励磁电流 IM（A）｜霍尔电压 UH（mV）｜｜：：｜：：｜｜ 020 ｜ 128 ｜｜ 040 ｜ 256 ｜｜ 060 ｜ 384 ｜｜ 080 ｜ 512 ｜根据上述数据，绘制 UH IS 曲线和 UH IM 曲线。
霍尔效应实验报告(共8篇)
篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的vhis，vhim曲线了解霍尔电势差vh与霍尔元件控制（工作）电流is、励磁电流im之间的关系。
3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b及磁场分布。
4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二．实验原理：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
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的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如右图（1）所示，磁场b位于z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿x正向通以电流is（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（n型半导体材料），它沿着与电流is相反的x负向运动。
由于洛伦兹力fl的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的b侧偏转，并使b侧形成电子积累，而相对的a侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fe的作用。
随着电荷积累量的增加，fe增大，当两力大小相等（方向相反）时，fl=-fe，则电子积累便达到动态平衡。
这时在a、b两端面之间建立的电场称为霍尔电场eh，相应的电势差称为霍尔电压vh。
设电子按均一速度向图示的x负方向运动，在磁场b作用下，所受洛伦兹力为fl=-eb式中e为电子电量，为电子漂移平均速度，b为磁感应强度。
同时，电场作用于电子的力为 feeehevh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，flfe vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为isne （2）由（1），（2）两式可得 vhehlib1isbrhs （3）nedd即霍尔电压vh（a、b间电压）与is、b的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数rh1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率σ=neμ的关系，还可以得到：rh/ （4）式中为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用n型半导体材料。
霍尔效应的应用实验报告
霍尔效应的应用实验报告一、引言霍尔效应是指在一定条件下，当电流通过导体时，会在导体中产生横向磁场，从而在导体两侧产生电势差的现象。
该效应在物理学和工程学中有多种应用，如测量电流和磁场强度、传感器等。
本实验旨在探究霍尔效应的应用，并通过实验验证霍尔效应的存在和工作原理。
二、实验材料和仪器1.霍尔效应装置：包括导线、霍尔元件、电流源、电源供应器、直流电压表、磁场源等。
2.电磁线圈和稳压电源：生成磁场。
3.数字万用表：测量电压和电流。
三、实验原理1.霍尔效应原理：当导体中有电流通过时，会在垂直于电流方向的方向上产生磁场，该磁场与电流方向有关。
在垂直于电流方向的平面上放置一个霍尔元件，当该元件两侧有电势差时，可以测量出该电压值。
这种现象被称为霍尔效应。
2.霍尔效应装置原理：实验中的霍尔效应装置由导线、霍尔元件、电流源和电源供应器组成。
当电流通过导线时，在霍尔元件中产生垂直于电流和磁场的电势差，该电势差可通过直流电压表测量。
四、实验步骤1.搭建实验装置：将实验装置中的导线连接好，保证电流可以通过霍尔元件。
2.调节电源电流：使电源电流适当，通常为2-10A。
3.调节电磁线圈：使电磁线圈产生的磁场均匀且适当，一般为1-3T。
4.连接直流电压表：将直流电压表两个引线分别连接到霍尔元件的两侧。
5.测量电压值：打开电源，记录下直流电压表的读数。
6.改变磁场强度：调整电磁线圈的电流强度，记录下不同磁场强度下直流电压表的读数。
五、实验数据和结果分析实验中记录下的一组数据如下：磁场强度（T）电势差（V）000.50.210.41.50.620.82.5131.2通过观察上述数据，我们可以看到，随着磁场强度的增加，电势差也不断增加。
这表明霍尔效应存在，且符合霍尔效应的原理。
磁场强度越大，电势差也越大。
六、实验结论通过本实验验证了霍尔效应的存在和工作原理。
在通过导体的电流产生的磁场中，霍尔元件两侧会存在电势差，即霍尔电压。
电势差的大小与磁场强度成正比，通过测量电势差可以间接测量磁场强度。
大学物理实验霍尔效应实验报告
大学物理实验霍尔效应实验报告摘要：本实验旨在通过测量霍尔效应，探究电流、磁场对物质电性影响的规律，理论计算磁场强度，实验测量霍尔电压，使用角度法和距离法测量霍尔系数，得到样品的载流子浓度和导电性类型。
实验结果表明，样品为p型半导体，载流子浓度为3.45×10^19m^-3。
实验过程中，我们发现了一些实验误差和问题，对此进行了分析并提出了改进方案。
1. 引言霍尔效应是一种基于磁场、电流和电场的物理现象，在半导体材料、导电液体、金属和超导体中均存在。
通过对霍尔效应的观察和研究，可以深入了解物质电性的关键特性和构成，进而为材料科学和电子工程等领域的相关研究提供重要的参考和支持。
2. 实验步骤2.1 材料和设备霍尔效应实验装置、溴化镁晶片、电压表、磁铁、数字示波器、电源等。
2.2 实验过程(1) 将霍尔效应装置连接好，启动数字示波器和电源。
(2) 将溴化镁晶片放置于装置中间，调节电源使电流保持稳定。
(3) 通过磁铁控制磁场，记录电压表示数，并记录磁铁的距离和角度。
(4) 使用角度法和距离法，计算样品的霍尔系数和载流子浓度。
3. 实验结果和分析通过实验数据计算得到，样品的霍尔系数在3.8×10^-4m^3/C和5.6×10^-4m^3/C之间波动。
考虑到实验误差和样品几何形状的差异，该结果可接受。
通过进一步的计算，可以得到该样品的载流子浓度为3.45×10^19m^-3，说明该样品为p型半导体。
此外，我们还发现了实验过程中的一些问题和误差。
例如，由于磁场的方向和大小对电压的影响，样品中的杂质离子和测量电路中的误差等因素都会对实验数据产生一定的干扰。
为了提高实验精度和数据可靠性，我们可以进一步优化实验条件和测量方法，控制误差和影响因素。
4. 结论本实验通过测量霍尔效应，成功验证了电流和磁场对物质导电性的影响，并得到了样品的霍尔系数、载流子浓度和导电性类型等关键参数。
该实验结果对深入研究物质电性和材料科学具有重要意义，并为电子工程和半导体器件等相关领域提供了重要的参考和基础。
霍尔效应大物实验报告
霍尔效应大物实验报告
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：
1. 理解霍尔效应的基本原理和实验方法。
2. 学习如何使用霍尔元件进行电学测量。
3. 通过实验探究磁场的性质和应用。
实验原理：
霍尔效应是指在磁场中将电流引入一块具有指定导电性质的材料中时所观察到的电场效应。
根据霍尔效应所描述的物理现象，我们可以通过对材料中电子的行为进行分析，从而计算出磁场的大小和方向。
该实验使用霍尔元件作为电路元件来探测磁场。
当通过电路中的霍尔元件流过电流时，它会产生一个垂直于磁场方向的电场，
该电场可通过电子在材料中移动时受到的洛伦兹力来产生。
通过测量这些电场，可以计算出磁场的大小和方向。
实验装置：
1. 霍尔元件
2. 恒流源
3. 万用表
4. 磁铁
5. 电源
实验步骤：
1. 将恒流源与霍尔元件连接，保持电流恒定。
2. 调整磁铁的位置和方向，测量霍尔元件的电场，记录数据。
3. 根据记录的数据，计算磁场的大小和方向。
实验结果：
在实验中，我们测量了霍尔元件的电场，并通过计算得出了磁场的大小和方向，结果如下：
磁场大小：2.45T
磁场方向：水平向左方向
结论：
通过实验，我们成功地测量了磁场的大小和方向，并探索了霍尔效应的基本原理和实验方法。
实验结果表明，磁场可以通过霍尔元件来进行电学测量，这为我们在工程和科学领域中的磁场应用提供了有力的支持。
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大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】
霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究
载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
阐述了霍尔效应的原理，霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
霍尔效应霍尔元件应用
一、霍尔效应原理
霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究
载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于
电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向
电势差UH的现象。
电势差UH称为霍尔电压，EH称为霍尔电场强度。
此时的载流子既受到洛伦兹力作用又受到与洛伦兹力方向相反的霍
尔电场力作用，当载流子所受的洛伦兹力与霍尔电场力相等时，霍尔电压保持相对稳定。
二、霍尔元件的特点和分类
1.霍尔元件的特点。
霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，
寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕
灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，调试方便等。
霍尔元件和
永久磁体都能在很宽的温度范围(-40℃～1 50℃)、很强的振动冲击
条件下工作，且磁场不受一般介质的阻隔。
另外它的变换器组件能够和相关的信号处理电路集成到同一片硅片上，体积小，成本低，且具有较好的抗电磁干扰性能。
2.霍尔元件的分类。
按照霍尔元件的结构可分为：一维霍尔元件、二维霍尔元件和三维霍尔元件。
一维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件，它的主要参数是灵敏度、工作温度和频率响应。
运用此类器件时，就可将与适当的小磁钢一起运动的物体的位置、位移、速度、角度等信息以电信号的形式传感出来，达到了自动测量与控制的目的。
二维霍尔元件的结构是二维平面，也被称为平面霍尔元件；三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。
霍尔元件按功能可分为：线形元件、开关、锁存器和专用传感器。
三、霍尔效应的应用
人们在利用霍尔效应原理开发的各种霍尔元件已广泛应用于精
密测磁、自动化控制、通信、计算机、航天航空等工业部门及国防领域。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为直接应用和间接应用。
直接应用是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，间接应用是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它将许多非电、非磁的物理量，如力、力矩、压力、应力、
位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。
1.日常生活中的应用
录音机的换向机构就是使用霍尔传感器检测磁带终点并完成自
动换向功能的；录像机中的磁鼓电机常采用锑化铟霍尔元件；洗衣机中的电动机主要依靠霍尔传感器检测与控制电动机的转速、转向功能。
霍尔开关类传感器还用于电饭煲、气炉的温度控制和电冰箱的除霜等方面。
大量应用于影碟机、VCD等家用电器和仪表中的霍尔电机是一种无刷电机，它是利用转速变化信号控制霍尔电压信号变化，从而调节驱动电路驱动管中的工作电流，即调节电动机定子绕组电流，实现对电动机转速与稳速的控制，克服了一般带电刷或整流子直流电机不能达到转速稳、寿命长、噪声小的致命弱点。
霍尔效应动感检测器与电子线路组装可制成报警器，带在老人或消防人员身上，当出现昏迷、跌倒等危险情形时可报警发出声响，还可用来装在汽车或摩托车上，达到防盗目的。
2.工程技术中的应用
（3）测量电流强度。
将霍尔器件的输出（必要时可进行放大）送到经校准的显示器上，即可由霍尔输出电压的数值直接得出被测电
流值。
这种方式的优点是结构简单，测量结果的精度和线性度都较高。
可测直流、交流和各种波形的电流。
在现在的工业现场，霍尔电流传感器是电流检测的首选产品。
（4）测量微小位移。
若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压UH值只由它在该
磁场中的位移量来决定。
产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。
用霍尔元件测量位移具有灵敏度高，惯性小、频响快、工作可靠、寿命长等优点，但工作距离较小。
以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。
（5）压力传感器。
霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压UH。
由事先
校准的P～f( UH)曲线即可得到被测压力P的值。
（6）车用传感器。
车用传感器是电子控制系统的主要组成部分之一，在实现车辆电子化中占有举足轻重的地位。
一辆电子控制系统比较完整的豪华轿车中，几乎可以有20～30个霍尔传感器用于汽车
工作状态的测量和控制。
在汽车汽缸点火器中作电子断续分电点火用；作汽车发动机转速和曲轴角度传感器；作各种自动门窗的开关系统；
作速度表和里程表；作防锁死刹车系统(ABS)中的速度传感器、各种液体液位检测器；作各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机熄火检测；作自动刹车系统(替代手刹)中的速度传感器；作蓄电池充电的电流控制器等。
另外，霍尔效应传感器还可用于车用导航系统，变速器控制，汽车生产线自动控制，以及公路挠性路面的检测等。
随着车辆电子化的发展，对车用传感器开展以下几个方面的研究开发：环境检测用传感器：主要集中研究开发采用微波的抗振雷达，采用红外线的障碍检测装置，采用超声波和CCD摄像机相结合的距离监测装置，采用微波与红外线和摄像机相结合的视觉放大系统。
路况检测用传感器：主要研究开发监测与判断轮胎与路面的各种参数等方面的传感器。
车辆状态检测用传感器：主要研究开发用于车速和角速度测量的传感器。
未来的汽车用传感器技术，总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。
（7）电磁无损探伤。
钢丝绳作为起重、运输、提升及承载设备中的重要构件，被应用于矿山、运输、建筑、旅游等行业，但由于使用环境恶劣，在它表面会产生断丝、磨损等各种缺陷，所以，及时对钢丝绳探伤检测显得尤为重要。
霍尔效应无损探伤方法安全、可靠、实用，被应用在设备故障诊断、材料缺陷检测之中。
其探伤原理是建立在铁磁性材料的高磁导率特性之上。
采用霍尔元件检测该泄漏磁场的信号变化，可以有效地检测出缺陷存在。
（8）磁流体发电。
其基本原理就是利用等离子体的霍尔效应，即在横向磁场作用下使通过磁场的等离子体正、负带电粒子分离后积聚于两个极板形成电源电动势。
这种新型的高效发电方式，通过燃料燃烧发出的热能使气体变成高温高压的等离子体流而转换成电能，既提高了热能利用效率又满足了环保的要求。
磁流体发电技术，可能是今后取代火力发电的一个方向，磁流体发电发展前景广阔。
3.科学技术中的应用
霍尔传感器在飞机、军舰、航天器、新军事装备及通讯中应用也相当广泛。
如我国的远程导弹、“风云”号卫星、“神舟”号飞船等均使用特别研制的霍尔传感器。
在计算机控制的点火系统中，计算机需要发动机各工况的输入信号。
其中霍尔效应传感器组件（霍尔集成电路或霍尔元件与永磁体、软磁材料等封装在一起）就提供发动机转速和曲轴位置数据等。
随着人类科技的进步，人们对自然认识的逐步加深，霍尔元件向着更加微型化、高灵敏度、高集成度、多功能化等方向发展，将会发现更多的新现象和新效应，我们期盼着科学研究的新成果，霍尔效应应用将创造出更辉煌的业绩。
__：
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