通过霍耳效应测量磁场

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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

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。

利用霍尔效应测磁场

利用霍尔效应测磁场

(5)
即 = ,测出 值即可求 。
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
相等,样品两侧电荷的积累就达 到动态平衡,故有
(1)
(a)
(b)
设试样的宽为b,厚度为d,
图1 霍尔效应实验原理示意图
载流子浓度为n ,则
(a)载流子为电子(N型);(b)载流子为空穴(P型)
(2)
由(1)、(2)两式可得:
(3)
比例系数 RH
1 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):
(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。
1
(2)由RH求载流子浓度n。即 n RH e 。应该指出,这个关系式是假定 所有载流子都具有相同的漂移速度得到的,严格一点,如果考虑载流子
的速度统计分布,需引入 3 的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半
导体物理学》)。
8
(3)结合电导率的测量,求载流子的迁移率 。电导率 与载流子浓度 n以及迁移率 之间有如下关系:
【实验目的】

霍尔效应测磁场-实验报告

霍尔效应测磁场-实验报告

V B
'C
(mV
)
=
◆ (不计分)样品导电类型=
◆ (不计分)霍尔系数 RH(单位:103cm3 / c )=
◆ (10 分)样品电导率 σ(s/m)=
◆ (10 分)载流子的浓度(单位:1020 /m3 )=
◆ (10 分)载流子迁移率 µ(单位: m2 /(V s) )=
思考题
总分值:10
思考题 1
这种效应建立需要一定时间,如果采用直流电测量时会因此而给霍尔电压测量带来误差,如
果采用交流电,则由于交流变化快使得爱延豪森效应来不及建立,可以减小测量误差。
(2)不等位电动势引起的误差
这是因为霍尔电极 B、 B' 不可能绝对对称焊在霍尔片两侧产生的。由于目前生产工艺水平
较高,不等位电动势很小,故一般可以忽略,也可以用一个电位器加以平衡。
b
为薄片宽度, FE
随着电荷累积而增大,当达到稳定状态时 FE FB ,即 qUB qVBB' / b 这时在 B、 B' 两侧
建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压,电极 B、 B' 称为霍尔电极。
另一方面,射载流子浓度为 n,薄片厚度为 d,则电流强度 I 与 u 的关系为:
RH 称为霍尔系数,它体现了材料的霍尔效应大小。根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。
通过霍尔效应测量磁场
创建人:系统管理员 总分:100
实验目的
通过用霍尔元件测量磁场,判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,以及 了解霍尔效应测试中的各种副效应及消除方法。
实验仪器
QS-H 霍尔效应组合仪,小磁针,测试仪。 霍尔效应组合仪包括电磁铁,霍尔样品和样品架,换向开关和接线柱,如下图所示:

利用霍尔效应测磁场实验报告

利用霍尔效应测磁场实验报告
同理,计算其他组数据的霍尔系数,并取平均值。
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。

利用霍尔片测量磁场的原理

利用霍尔片测量磁场的原理

利用霍尔片测量磁场的原理霍尔片是一种基于霍尔效应的传感器,可以用来测量磁场的强度和方向。

霍尔效应是指当电流通过一条导线时,如果将一块垂直于电流方向的磁场施加在导线附近,那么导线的两侧会形成一种电势差,这个现象就是霍尔效应。

霍尔片就是利用这个效应来测量磁场的。

霍尔片通常由三层材料构成:霍尔元件、导电层和绝缘层。

霍尔元件是一个半导体材料,通常是硅或镓砷化物。

当电流通过霍尔元件时,霍尔效应会导致霍尔元件两侧产生一种电势差,即霍尔电压。

这个霍尔电压与通过霍尔元件的电流和施加在其附近的磁场强度成正比。

为了测量磁场,我们需要将霍尔片放置在要测量的磁场中。

当磁场施加在霍尔片附近时,霍尔元件两侧会产生不同的霍尔电压。

根据霍尔效应的原理,这个电压差与磁场的强度和方向有关。

为了测量霍尔电压,我们需要将霍尔片连接到一个电路中。

通常,我们会使用差分放大器电路来放大和测量霍尔电压。

差分放大器电路可以将两个输入端之间的电压差放大到一个可测量的范围。

通过调整差分放大器电路的增益,我们可以使得测量结果更加准确。

在实际应用中,我们可以使用霍尔片测量磁场的强度和方向。

例如,在汽车中,霍尔片可以用来检测车速和转向角度。

当车辆行驶时,车轮会带动磁铁旋转,产生一个磁场。

将霍尔片放置在磁场中,可以测量出车速和转向角度。

霍尔片还可以用于磁力计、电机控制等领域。

在磁力计中,霍尔片可以测量磁场的强度,从而判断物体是否具有磁性。

在电机控制中,霍尔片可以用来检测电机转子位置,从而控制电机的运动。

利用霍尔片测量磁场的原理是基于霍尔效应。

通过测量霍尔电压,我们可以准确地测量磁场的强度和方向。

霍尔片在许多领域都有广泛的应用,如汽车、磁力计和电机控制等。

通过不断改进和研究,霍尔片的测量精度和稳定性将会得到进一步提高,为各种应用提供更加可靠的数据支持。

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

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强度的准确性与精度

利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度

利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度在科学领域中,测量是一个至关重要的环节。

而测量磁场强度是许多领域中的一个重要任务,如电子学、物理学、工程学等。

而利用霍尔效应作为一种磁场测量的手段,其准确性与精度备受关注。

霍尔效应是指当一个导体中有电流通过时,放置在器件中的霍尔元件会产生一种电势差,称为霍尔电压。

霍尔电压与电流方向和磁场的垂直夹角有关。

通过测量霍尔电压的大小,我们可以得知磁场的强度。

利用霍尔效应测量磁场强度的准确性是指测量结果与真实值之间的偏差程度。

而精度则是指在多次测量中结果的一致性。

测量结果准确且精度高,意味着测量方法具备很强的可靠性。

然而,利用霍尔效应测量磁场强度并非是一项完美的技术。

首先,霍尔电压的大小受到很多因素的影响,如环境温度、材料特性等。

这些因素的变化可能会引起测量结果的偏差。

因此,在实际应用中,我们需要对这些因素进行修正,以提高测量的准确性。

其次,霍尔元件本身也存在一定的误差。

例如,霍尔元件的位置和姿态对测量结果的影响较大,而由于制造和安装的差异,元件之间的特性也会产生差异。

因此,在测量中需要进行校准,以减小这些误差。

除了误差修正和校准,提高利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度还需要考虑其他因素。

例如,在实际应用中,磁场的强度范围可能会很大,因此需要选择合适的霍尔元件和电路来适应不同磁场强度的测量。

此外,采用合适的采样频率和滤波技术,可以降低噪声对测量结果的影响,提高准确性和精度。

针对利用霍尔效应测量磁场强度的准确性和精度,科学家们进行了大量的研究和改进。

他们提出了各种新的方法和技术,以提高测量的可靠性。

例如,利用微电子加工技术制作高精度的霍尔元件,通过优化电路设计,减小误差。

此外,利用计算机模拟和数据处理方法,可以进一步提高准确性和精度。

综上所述,利用霍尔效应测量磁场强度的准确性与精度是一个相对复杂的问题。

尽管存在各种误差和挑战,科学家们在不断努力,改进测量方法和技术。

霍尔效应测磁场实验步骤

霍尔效应测磁场实验步骤

霍尔效应测磁场实验步骤霍尔效应是一种基于洛伦兹力的物理现象,利用该现象可以测量磁场的强度。

下面将介绍一种利用霍尔效应测磁场的实验步骤。

实验步骤如下:1. 准备实验装置:首先需要准备一个霍尔元件、一个恒定电流源、一个恒定磁场源和一个电压测量仪器。

霍尔元件是实验中必需的关键元件,它具有精确的尺寸和材料特性,能够产生稳定的霍尔电压。

2. 将霍尔元件固定在实验台上,并连接电路:将霍尔元件固定在实验台上,然后将电路连接起来。

首先将恒定电流源的正极和负极分别连接到霍尔元件的两个接线端,并确保电流的方向与霍尔元件的方向垂直。

接下来,将电压测量仪器的两个探头分别连接到霍尔元件的两个接线端,以测量霍尔电压。

3. 施加恒定磁场:利用磁场源产生一个恒定的磁场,并将其垂直于霍尔元件和电流方向。

可以通过调节磁场源的位置和强度来实现磁场的控制和调节。

4. 测量霍尔电压:在施加恒定磁场的同时,使用电压测量仪器测量霍尔电压。

霍尔电压的大小和方向与磁场的强度和方向有关。

霍尔电压的测量可以通过调节电压测量仪器的量程和灵敏度来实现。

5. 分析实验数据:根据测得的霍尔电压值,可以利用霍尔效应的数学表达式计算出磁场的强度。

霍尔效应的数学表达式与霍尔元件的几何形状和材料特性有关,可以在实验前进行理论计算和准备。

需要注意的是,在进行实验前应该先校准实验装置,确保各个元件的性能和参数都正常。

此外,实验过程中应尽量避免干扰源的存在,以确保测量结果的准确性。

总结:通过以上步骤,我们可以利用霍尔效应来测量磁场的强度。

霍尔效应测磁场的实验步骤包括准备实验装置、连接电路、施加恒定磁场、测量霍尔电压和分析实验数据。

通过实验测量和数据分析,我们可以得到磁场的强度值。

霍尔效应测磁场的实验方法简单易行,广泛应用于科研实验和工程技术领域。

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

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

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。

霍尔效应测磁场的原理

霍尔效应测磁场的原理

霍尔效应测磁场的原理
霍尔效应是一种基于电荷载流子在磁场中受到洛伦兹力作用的物理现象。

根据霍尔效应,当电流通过一块载流子密度为 n 的导体(霍尔片)时,在垂直于电流方向和磁场方向的方向上会产生电势差,这个电势差被称为霍尔电压。

这个现象的原理如下:当导体中有电流流过时,电荷载流子(例如,电子)会受到磁场和电场的共同作用。

在垂直于磁场方向的电场的作用下,电子会偏转到侧面。

由于电荷量的差异,正电荷在一侧聚集,负电荷在另一侧聚集,从而在导体两侧产生了电势差(霍尔电势差)。

通过测量霍尔电势差可以得到磁场的大小。

根据霍尔定律,霍尔电势差与电流、载流子密度和磁场强度之间存在一定的关系。

通常用霍尔电势差的大小来间接地推断磁场的强弱。

实际应用中,可以将霍尔片固定在需要测量磁场的位置,并流过一定的电流。

通过测量霍尔片两侧的电压差,可以计算得到磁场的大小。

由于霍尔效应对磁场的测量非常敏感,因此在很多磁场测量的应用中被广泛使用,例如磁场传感器、磁力计等。

需要注意的是,为了准确测量磁场,应该排除其他可能影响测量结果的干扰因素,比如温度变化、材料非均匀性等。

此外,还需要校准设备,以提高测量精度和准确性。

通过霍尔效应测量磁场 (12)

通过霍尔效应测量磁场 (12)

实验报告评分:___5__ 信息学院07级姓名:李钺日期:2008/10/24 No. PB07210399实验名称:通过霍尔效应测量磁场实验目的: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;学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量式样的V h~Is 和V h~Im;确定式样的导电类型,载流子浓度以及迁移率。

实验仪器:由QS-H霍尔效应组合仪,小磁针,测试仪。

实验原理:1.通过霍尔效应测量磁场:霍尔效应装置如图所示——将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B沿z轴方向),当沿y 方向的电极AA'上施加电流I时,薄片内定向移动的载流子受到洛伦兹力F B的作用,quBF(u为平均速率),F B的方向沿着x方向,B在此力的作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而形成一个电场E ,bV qqE F BB B '==(b 为薄片宽度)。

达到稳定状态时B E F F =,即:bV qquB BB '=(*),这时在BB '两侧建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压,电极BB '称为霍尔电极。

另一方面,设载流子浓度为n ,薄片厚度为d ,则电流强度I 与u 的关系为:bdnqu I =,代入(*)式得:d IB nq V BB 1'=,令nqR H 1=,则dIBR V HB B =',R H 称为霍尔系数,体现了材料的霍尔效应大小。

在应用中,常以如下形式出现:IB K V H B B ='(nqdd R K H H 1==称为霍尔元件灵敏度,I 为控制电流)。

利用霍尔效应测量磁场的原理:若I 、K H 已知,测出霍尔电压V BB’,即可算出磁场B 的大小;并且若知载流子类型,则由V BB’的正负,即可定出磁场方向,反之,若已知磁场方向,则可判断载流子类型。

霍尔效应实验中的副效应:在实际应用中,伴随霍尔效应经常存在其他效应。

①载流子向霍尔电场作用力或洛伦兹力方向偏转,形成横向温差的现象称为爱延豪森效应,采用交流电,可以减小测量误差;②为消除不等位电动势以及其他不对称因素的影响引起的误差,常常改变励磁电流和工作电流的方向。

霍尔效应法测量磁场实验报告

霍尔效应法测量磁场实验报告

霍尔效应法测量磁场实验报告霍尔效应法测量磁场实验报告引言:磁场是物理学中一个重要的概念,它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。

为了准确测量磁场的强度和方向,科学家们发明了多种测量方法。

其中一种常用的方法是利用霍尔效应进行测量。

本实验旨在通过霍尔效应法测量磁场,探究霍尔效应的原理和应用。

实验步骤:1. 实验仪器准备:将霍尔元件、电源、数字万用表等仪器连接好,确保电路连接正确。

2. 调整电路:通过调整电源电压和电流,使得霍尔元件正常工作。

3. 测量电压:用数字万用表测量霍尔元件产生的电势差(霍尔电压)。

4. 改变磁场:通过改变磁场的强度和方向,观察霍尔电压的变化。

5. 记录数据:记录不同磁场条件下的霍尔电压数值,并绘制磁场与霍尔电压的关系曲线。

实验原理:霍尔效应是指当电流通过导体时,如果该导体处于垂直于磁场的情况下,就会在导体两侧产生一种电势差,即霍尔电压。

霍尔电压的大小与磁场的强度和方向有关。

根据霍尔效应的原理,我们可以通过测量霍尔电压来间接测量磁场的强度和方向。

实验结果:在实验中,我们改变了磁场的强度和方向,观察到了相应的霍尔电压变化。

当磁场的强度增加时,霍尔电压也随之增加;当磁场的方向改变时,霍尔电压的正负号也会相应改变。

通过记录数据和绘制曲线,我们可以清晰地看到磁场与霍尔电压之间的关系。

实验讨论:通过实验,我们验证了霍尔效应法测量磁场的可行性。

然而,实验中也存在一些误差和不确定性。

首先,霍尔元件本身的参数和性能可能会对实验结果产生影响。

其次,电路连接的稳定性和准确性也会对测量结果产生影响。

在实际应用中,我们需要对这些因素进行充分考虑,并采取相应的措施来减小误差。

实验应用:霍尔效应法广泛应用于磁场测量和传感器技术中。

通过利用霍尔效应,我们可以制造出各种类型的磁场传感器,用于测量和控制磁场。

例如,在电动汽车中,霍尔效应传感器可以用于测量电动机的转速和位置,从而实现精确的控制。

此外,霍尔效应还可以应用于磁存储器、磁共振成像等领域。

用霍尔效应法测定磁场

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

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。

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

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。

霍尔元件测磁场的原理

霍尔元件测磁场的原理

霍尔元件测磁场的原理
霍尔元件是一种常用于测量磁场的传感器,它的原理是基于霍
尔效应。

霍尔效应是指当导体中的电流在磁场中流动时,会在导体
的两侧产生电压差,这个电压差与磁场的强度成正比。

霍尔元件利
用这一效应来测量磁场的强度,从而实现对磁场的测量和控制。

霍尔元件通常由霍尔片、电源和输出电路组成。

当磁场作用于
霍尔片时,霍尔片两侧会产生电压差,这个电压差会被输出电路检
测到并转换为可供测量的电信号。

通过测量输出电路的电信号,我
们可以得知磁场的强度和方向。

在实际应用中,霍尔元件通常被用于测量电机、传感器、磁铁
等设备中的磁场。

例如,在电机控制系统中,我们可以利用霍尔元
件来检测电机的转子位置,从而实现精准的电机控制。

在传感器中,霍尔元件可以用来检测物体的位置和运动状态。

在磁铁中,霍尔元
件可以用来检测磁场的强度和方向,从而实现对磁铁的控制。

霍尔元件具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点,因此
在工业控制、汽车电子、家用电器等领域得到了广泛的应用。

它不
仅可以实现对磁场的测量,还可以实现对磁场的控制,为各种设备
的精准运行提供了重要的支持。

总的来说,霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁场传感器,它利用磁场对导体电流的影响来实现对磁场的测量和控制。

它具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点,在工业控制、汽车电子、家用电器等领域有着广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,相信霍尔元件在未来会有更广泛的应用,为各种设备的智能化和精准化提供更好的支持。

霍尔效应测磁场

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。

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。

霍尔效应测磁场的原理

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。

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88分通过霍耳效应测量磁场系别:信息学院 姓名:张杭芳 学号:PB07210023 实验目的:1、学习霍尔效应原理以及有关霍尔器件的知识。

2、通过用霍尔元件测量磁场,霍尔元件载流子的类型,计算载流子的浓度和迁移速率;3、了解霍尔效应测试中的各项负效应,学习用“对称测量法”消除其影响。

实验原理:1、通过霍尔效应测量磁场(1)霍尔效应装置如图1和图2所示。

将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中 (B 的方向沿z 轴方向 ) ,当沿 y 方向的电极A 、A '上施加电流 I时,薄片内定向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力F B 的作用,F B =quB (1)无论载流子是负电荷还是正电荷,F B 的方向均沿着x 方向,在磁力的作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而在薄片B 、B '两侧产生一个电位差 B B V ',形成一个电场E 。

电场使载流子又受到一个与FB 方向相反的电场力E F ,b V qE F B B E /q '== (2)其中 b 为薄片宽度,E F 随着电荷累积而增大,当达到稳定状态时E F =F B ,即quB= b V B B /q ' (3)这时在 B 、B '两侧建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压,电极B 、B '称为霍尔电极。

另一方面,射载流子浓度为n, 薄片厚度为d, 则电流强度 I 与 u 的关系为:(4) 由公式(3)和公式(4)能够得到:(5)令nq=,则R/1H(6)R 称为霍尔系数,它体现了材料的霍尔效应大小。

根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。

在应用中,(6)常以如下形式出现:(7)式中称为霍尔元件灵敏度, I 称为控制电流。

K H与n和d成反比,则载流子浓度越小,活儿元件越薄,灵敏度越高,这也是半导体制成霍尔元件比金属灵敏度高的原因。

本实验中的霍尔元件正是由锗单晶切薄片制成的。

由式 (7) 可见,若 I与K H已知,只要测出霍尔电压 V BB ’ ,即可算出磁场 B 的大小;并且若知载流子类型 ( 型半导体多数载流子为电子, P 型半导体多数载流子为空穴 ), 则由 V BB ’ 的正负可测出磁场方向,反之,若已知磁场方向,则可判断载流子类型。

由于霍尔效应建立所需时间很短 (约14-s),1210~10-因此霍尔元件使用交流电或者直流电都可。

只是交流电时,得到的霍尔电压也是交变的,I和V BB ’应理解为有效值。

(2)霍尔效应实验中的负效应①爱延好森效应:实际中载流子迁移速率 u 服从统计分布规律,速度小的载流子受到的洛伦兹力小于霍尔电场作用力,向霍尔电场作用力方向偏转,速度大的载流子受到磁场作用力大于霍尔电场作用力,向洛伦兹力方向偏转。

这样使得一侧告诉载流子较多,相当于温度较高,而另一侧低速载流子较多,相当于温度较低。

这种横向温差就是温差电动势 V E,这种现象称为爱延好森效应。

这种效应建立需要一定时间,如果采用直流电测量时会因此而给霍尔电压测量带来误差,如果采用交流电,则由于交流变化快使得爱延好森效应来不及建立,可以减小测量误差。

②不等位电动势引起的误差:霍尔电极B、B'不可能绝对对称焊在霍尔片两侧,因此,I通过霍尔片时B、B'不在同一等位面上,不加磁场也能检查出电位差,成为系统误差。

由于目前生产工艺水平较高,不等位电动势很小,故一般可以忽略,也可以用一个电位器加以平衡。

③不等为电势及其他不对称因素影响:我们常通过改变励磁电流和工作电流方向来消除。

同一绝对值的励磁电流和同一绝对值的工作电流四种情况分别测量V BB ’ 取绝对值的平均值,即 H 4321B B V V V V V 41V =+++=')(得到霍尔电位差。

2、求材料的电导率和载流子迁移率:由式(6),有材料的霍尔系数:)(C /cm IB /10d V R 38B B H ⨯⨯=' ⑻载流子浓度n=e R H /1,给出霍尔元件的几何参数: 厚度d ,宽度b 及B B '=l ,则R=V/I=σρbd l bd l //= (9) 有此得电导率σ= Il/ Ibd (10) 单位为S/m 。

载流子迁移率μ为单位电场作用下载流子沿电场方向的平均速度,单位为Vs cm cm V s m 2//c =。

由σ=μen ,有μ=σH R 。

(11)3、电磁铁的磁场如图2中,线圈内的电磁铁芯的对接处垫有三块厚0.5mm 的硅钢片,从而在线圈外造成一气隙,霍尔片就放在气隙中的磁场内,直流电源E 及可变电阻R1可调节磁化电流。

由磁路定理计算,有2021010B /l /l NI S S u μμϕ+= (12)N 为线圈匝数,I 0为电流强度,l 1为电磁铁的平均周长,l 2为气隙长度,S 1、S 2为电磁铁和气隙的截面积,μ为磁场介质的相对磁导率,气隙磁场H=20/S B μϕ。

实验中气隙较小,忽略磁效应,有S 1=S 2=S ,则有H=S B 0/μϕ (13)结合(12)和(13),有H=210l /l NI +μ (14) 实验仪器:QS-H 霍尔效应实验仪(5400GS/A ),小磁针,测试仪。

霍尔效应实验仪包括电磁铁,霍尔样品和样品架,换向开关和接线柱。

测试仪由励磁恒流源 I M ,样品工作恒流源 I S ,数字电流表,数字毫伏表等组成。

实验内容:将测试仪上 I M 输出 , I S 输出和V H 输入三对接线柱分别与实验台上对应接线柱连接。

打开测试仪电源开关,预热数分钟后开始实验。

首先,有l=3.0mm b=4.0mm d=0.5mm 。

1、保持I m 不变,取I m =0.45A ,I S 取0.50,1.00…… ,5.00mA ,测绘V BB ’- I S 曲线。

根据测得数据绘制表1如下:表1 V-I用origin8.0作V BB ’- I S 曲线如下:V (m V )Is (mA)根据曲线图中的表格可以得到:k=3.5613 ,B=线圈参数*I m =5400GS/A*0.45A=2430GS ,)/(1038B B C cm BI d V R S H ⨯=' =3.5613Ω*0.5mm*10E8/2430GS=7.33C cm /(1033⨯)2、保持I S 不变,取I S =4.50mA , I m 取0.050,0.100…… ,0.450mA ,测绘V BB ’-I m 曲线。

根据测得数据绘制表2如下:表2 V-I用origin8.0作V BB ’- I S 曲线如下:V (m V )I m (A)根据曲线图中的表格可以得到:k=35.72m Ω,B=线圈参数*I m =5400GS/A*4.5mA=24.3GS ,)/(1038B B C cm BI d V R S H ⨯=' =35.72m Ω*0.5mm*10E8/24.3GS=7.35C cm /(1033⨯)比较实验1和2中算得的结果,十分接近,证明在测量过程中的误差还是比较小的。

3、在零磁场下,取I S =0.1mA ,测 C B V '。

B=0,I S =0.1mA ,根据测得数据列表3:表3 I-V则C B V '=10.19mV 。

4、判断载流子类型:(注:实验中,我分别做了V H 大于零和小于零的情况,结果一致)实验测得,当V H <0时,有线圈外磁场垂直纸面向里,则在线圈内部有磁场垂直纸面向外,如下图所示。

根据图分析,若为空穴载流子,则其受向上的力,在上极板积累,有上极板带正电,与图意不符;若为电子载流子,则也受到向上的力,在上极板积累,上极板带负电,满足条件,故为电子载流子。

至于V H >0的情况,所得磁场正好垂直纸面向里,类似判断得相同结果。

5、计算H R 、n 、σ和μ:⑴Hall 系数:H R 在上面已求,取平均值R H =(R H1+R H2)/2=7.34C cm /(1033⨯),⑵载流子浓度:由eR n H 1=得, n=1/(7.34C cm /(1033⨯)C 106.119-⨯⨯)=)314(1051.8-⨯cm ,⑶电导率:由bd V lI S σσ=得,)/(72.14105.0104V 19.101031.0333m S mm m m mA =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---σ, ⑷载流子迁移率:由H R σμ=得,)(108.0/(1034.7)/(72.1411233--=⨯⨯=s V m C cm m S )μ。

误差分析:1、外界条件对仪器或多或少有一定的影响;2、数字测试仪测量时偶尔末位不稳定,因而造成误差;3、仪器性能的影响,但实际上其精确度还是挺高的;4、虽然尽量减小负效应和不对称因素的误差,但影响依然存在。

注意事项:1、测试仪开机、关机前将I s , I m 旋钮逆时针转到底,防止输出电流过大,损坏仪表;2、调节I s =4.5mA 和I m =0.45A 的过程中要断开V输出开关,防止损坏仪器;3、I s , I m 不能接倒,否则会烧坏仪器。

思考题:1、若磁场不恰好与霍尔元件的法线一致,对测量结果会有何影响?如何用实验的方法判断B 与法线方向是否一致?答:①若磁场不恰好与霍尔元件的法线一致,则霍尔片通过电流时,载流子的偏转方向就会偏离法线方向,从而使测得的电位差不是真正的霍尔电位差,从而造成测量的系统误差. 设夹角为 θ,则B B B <⋅=θcos ',实际值比计算值小,即代入B 偏大,有H BB H R IB dV R <='',即得的R H 偏小,进而影响n 值偏大,μ值偏小;②朝两个方向偏转霍尔元件的方向,如果电位差都减小,说明B 与法线方向一致;若某方增大,则不一致,向增大方向调节。

2、若霍尔元件片的几何尺寸为4mm ⨯6mm ,即控制电流两端距离为6mm ,而电压两端距离为4mm ,问此霍尔元件能否测量面积为5mm ⨯5mm 的气隙的磁场?答:可以,因为这样并不影响载流子受洛伦兹力和电场力影响达平衡,与一般情况无异;但若是变成6mm ⨯4mm ,电压两端距离为6mm 则不可以,应为在一段空间中有电场却无磁场,在这里就会出现问题,只受到电场力作用使其向电场力方向运动,就会产生另一电位差,影响实验的准确性。

3、能否用霍尔元件片测量交变磁场?答:应该可以.原理应该与用交变电流类似。

因为霍尔效应建立的时间极短, 只是使用交流磁场时,所得的霍尔电压也是交变的,此时V应理解为有效值.实验心得:1、实验中大幅度改变电流时应把V的开关断开,防止烧坏;但实验中小幅度改变电流,即在一电流恒定下测改变另一电流时开关可不断开,省去开合的麻烦;2、判断方向时要仔细,错判或误判都会导致结果的错误;3、实验不难,但是那电路抽象,尤其是各种颜色的线的接法,所以要训练自己能力去适应各种电路。

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