霍尔效应测量螺线管磁场

【实验步骤】
K2
K1
2
1
接 闸 刀接 开线 关时 。， 注 意 大 小 头 。 小 头
【实验步骤】
一、测定霍尔传感器灵敏度K：
1、接线。将霍尔传感器探头放在螺线管中部；
让霍尔传感器处于标准化工作状态： 打开双刀 2、 开关K2, 螺线管不通电，无磁场。单刀开关K1打 到位置1,调节“4.8～5.2V”电源输出电压，使数 字电压表读数为2.500V。（此时电压表量程开关 拨在V档）
当B=0时，UH≠0实际上由于半导体材料结晶 不均匀，各种副效应及各电极不对称等引 起的电势差，该电动势U0称为剩余电压。 实验中在零磁场时，采用电压补偿法消除 剩余电压U0。
【实验仪器】
为螺线管提供励磁 电流，产生磁场.
K2 K 2 1
Vout和V- :输 出霍尔电压
1
V+和V- :给 霍尔元件提 供工作电流
K 2 K1
2
1
2、合上K2,螺线管通以250mA电流，测出电流正向时 不同位置X处的UH值和电流反向时不同位置X处的UH值 从而求得该处UH的平均值，从而得到该处的B＝UH/K 。
2
1
K2
K1
2
1
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注意事项
1）集成霍耳传感器的V+和V-极性不能接反，否则 将损坏传感器； 2）先按图接线，然后再开启电源； 3）仪器应预热5分钟后开始测量数据；
令UH＝KB 则当系数K能通过某种方法测得时， 只要再测得空间各点的UH，则磁场B的分布可求。
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以有限长螺线管为例，通以电流I时，管中部的磁 场：
B 0 I
N L D
2 2
将霍尔传感器探头放在该处，则当调节电流 变化ΔI时，相应的磁场变化
B 0
N L2 D 2
I
从而，系数K（霍尔传感器灵敏度）可求得：
2
1
K2
K1
2
1
合上K2 ,调节电流输出旋钮，调节励磁电流大小 3、 （120mA和420mA）,读取传感器的输出电压 UH，计算ΔU/ΔI；代入公式求得霍尔传感器灵 敏度K。
二、测定通电螺线管B～X关系：
先用补偿法消除剩余电压。断开K2,使I＝0。K1置 1、 于2,调节“2.4～2.6V”电源输出电压，使数字电压 表读数为0 mV 。（此时电压表量程开关拨在mV档）
U U L2 D 2 K B I 0 N
螺线管参数L、D、N及常数μ0已知，测得电流变 化ΔI时，相应的电压变化ΔU的一组值后，得到 ΔU/ΔI,代入上式即可求得K K值确定后，只需移动霍尔探头测得螺线管内 轴线上各点的霍尔电压UH，即可由UH＝KB求 得管内轴线上各点的磁场B的分布。
mV
B
UH evB e b
d





fB
v
- f E


IS
b
mA


【实验原理】
又考虑到(n为载流子浓度)
I S ne v bd
UH evB e b
1 IS B UH ne d
即： U H K H I S B KH=1/(ned)称为霍尔元件的灵敏度. IS为流过霍尔元件的电流，即其工作电流.
4）实验完毕后，应逆时针旋转电源上的三个调节 旋钮，使其恢复到起始位置(最小的位置).然后关 闭电源，再拆除接线；
5）数据测量完毕，先将数据由任课老师检查，确 认数据正确后，再整理实验桌；
6）注意有效数字运算和结果的保留（K、B）
霍尔效应法测量螺线管磁场
【实验目的】
1、了解集成霍尔传感器的测量磁感应强度 的原理和方法。 2、学习用螺线管中心点的磁感应强度理论 计算值来校准集成霍尔传感器的灵敏度。 3、测量螺线管内磁感应强度与位置刻度之 间的关系
【实验原理】
现象 —— 霍尔效应 载流半导体薄片置于方向垂直于电流的磁场中时，在垂直于 电流和磁场的方向上产生电势差 —— 霍尔电压UH. 理论分析 磁场中运动载流子受洛伦兹力作用 UH 电荷聚集形成电场 电场力与洛伦兹力 达到平衡，形成稳 定电压UH