17实验十七霍耳效应

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霍尔效应实验报告文库

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一、实验背景霍尔效应是一种重要的物理现象,最早由美国物理学家霍尔于1879年发现。

当电流通过置于磁场中的导体或半导体时,会在垂直于电流和磁场方向上产生电压,这种现象称为霍尔效应。

霍尔效应不仅揭示了电荷运动规律,而且在许多领域有着广泛的应用,如磁场测量、半导体材料分析、传感器等。

二、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和实验方法;2. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压与磁场、电流的关系;3. 学习对称测量法消除副效应的影响;4. 确定样品的导电类型、载流子浓度和迁移率。

三、实验原理霍尔效应的原理是基于洛伦兹力定律。

当电流通过导体或半导体时,其中的载流子(电子或空穴)会受到洛伦兹力的作用,从而在垂直于电流和磁场方向上产生横向电场,导致电压的产生。

四、实验仪器1. 霍尔效应实验仪;2. 电源;3. 电流表;4. 磁场发生器;5. 测量线;6. 霍尔元件;7. 导线等。

五、实验内容1. 连接实验电路,确保霍尔元件处于磁场中间;2. 调节电源,使电流表读数稳定;3. 测量不同磁场强度下的霍尔电压;4. 测量不同电流下的霍尔电压;5. 测量不同磁场强度和电流下的霍尔电压;6. 根据测量数据绘制霍尔电压与磁场、电流的关系曲线;7. 使用对称测量法消除副效应的影响;8. 根据霍尔电压、电流和磁场强度计算样品的载流子浓度和迁移率。

六、实验步骤1. 按照实验仪说明书连接实验电路,确保霍尔元件处于磁场中间;2. 调节电源,使电流表读数稳定;3. 测量不同磁场强度下的霍尔电压,记录数据;4. 保持磁场强度不变,改变电流大小,测量霍尔电压,记录数据;5. 改变磁场强度,重复步骤3和4,记录数据;6. 根据测量数据绘制霍尔电压与磁场、电流的关系曲线;7. 使用对称测量法消除副效应的影响,计算样品的载流子浓度和迁移率;8. 分析实验结果,得出结论。

七、实验结果与分析1. 根据实验数据绘制霍尔电压与磁场、电流的关系曲线;2. 通过分析曲线,确定样品的导电类型、载流子浓度和迁移率;3. 讨论实验过程中可能出现的误差,并提出改进措施。

东南大学检测技术第4次实验报告

东南大学检测技术第4次实验报告

东南大学自动化学院实验报告课程名称:检测技术第 4 次实验实验名称:实验十七、实验三十二、实验三十四、实验三十五院(系):自动化专业:自动化姓名:学号:实验室:常州楼5楼实验组别:同组人员:实验时间:2016年12月30日评定成绩:审阅教师:目录实验十七霍尔转速传感器测电机转速实验一、实验目的 (3)二、基本原理 (3)三、实验器材 (3)四、实验步骤 (3)五、实验数据处理 (4)六、思考题 (4)实验三十二光纤传感器的位移特性实验一、实验目的 (5)二、基本原理 (5)三、实验器材 (5)四、实验步骤 (5)五、实验数据处理 (6)六、思考题 (6)实验三十四光电转速传感器的转速测量实验一、实验目的 (7)二、基本原理 (7)三、实验器材 (7)四、实验步骤一 (7)五、实验数据处理 (8)六、思考题 (9)实验三十五光电传感器控制电机转速实验一、实验目的 (9)二、基本原理 (9)三、实验器材 (10)四、调节仪简介 (10)五、实验步骤 (12)六、思考题 (14)实验十七霍尔转速传感器测电机转速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用。

二、基本原理利用霍尔效应表达式:U H =K H ·I B ,当被测圆盘上装上 N 只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化 N 次。

每转一周霍尔电势就同频率相应变化,输出电势通过放大、整形和计数电路计数就可以测量被测物体的转速。

三、实验器材主机箱、霍尔转速传感器、转动源。

四、实验步骤1、根据图 5-5 将霍尔转速传感器安装于霍尔架上,传感器的端面对准转盘上的磁钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为 2~3mm。

2、在接线以前,先合上主机箱电源开关,将主机箱中的转速调节电源 2~24v 旋钮调到最小(逆时针方向转到底),接入电压表(显示选择打到 20v 档),监测大约为1.25v;关闭主机箱电源,将霍尔转速传感器、转动电源按图 5-5 所示分别接到主机箱的相应电源和频率/转速表(转速档)的 Fin 上。

霍尔效应

霍尔效应
心,将励磁电流调节至700mA,相应的磁场值
由实验室给出: B =400 mT d=0.2mm
(2)调节R2使工作电流从2mA依次增加至 10mA,分别测出相应的霍尔电压,将数据填人
表格1中。
由换向开关K4改变IH的方向,重复步骤2.
由换向开关K5改变B的方向,重复步骤2.
励磁电流I=700mA, B =400 mT
f
B
evB
若在Z轴方向加上恒定磁场B,沿负X轴
方向运动的电子就受到洛伦兹力
(2)
fB的方向指向负Y轴,于是,霍耳元件内部的 电子聚积在下方平面。
随着电子向下偏移,上方平面剩余正电荷, 形成Y轴负向的霍耳电压,上下两个平面间具有 电势差VH
静电作用力fH与洛仑兹力fB大小相等时,有
e VH b
evB
实 验目的 Experimental purpose
1.了解产生霍耳效应的机制。 2. 学会用霍耳元件测量磁场及其分布的基本方法。 3. 学会用霍耳效应仪测量霍耳元件的al principle
1.霍耳效应 Hall effect 运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹
【思考题】 1. 什么叫霍尔效应?什么叫霍尔电势差?
什么叫霍尔系数? 2. 为什么霍尔效应在半导体材料中特别显著?
怎样判别半导体材料的导电类型?
3. 怎样用电位差计来测量霍尔电势差VH ?
如何消除热磁效应对测量结果的影响? 4. 如何确定电磁铁气隙内的磁场分布? 5. 如何求得霍尔元件的霍尔系数?
IH(mA) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
V1(+I,+B) V2(-I,+B) V3(-I,-B) V4(+I,-B)

霍尔效应实验原理

霍尔效应实验原理

霍尔效应实验原理霍尔效应是一种基于自然界中存在的霍尔电场的物理现象。

这个效应被发现于19世纪60年代,它的原理可以被广泛应用于测量电流、磁场和材料特性等领域。

本文将介绍霍尔效应的实验原理,并解释其应用和实验步骤。

一、实验原理霍尔效应是指当在导体中通过电流时,如果该导体处于磁场中,则会在导体两侧产生电位差。

这个电位差被称为霍尔电压,它与电流、磁场以及材料特性之间存在一定的关系。

实验中,我们使用一块具有霍尔效应的导体样品,将其置于一个磁场中,并通过导体施加一定大小的电流。

随着电流通过导体,霍尔电场会导致在导体两侧产生电势差。

这个电势差可以通过使用霍尔电势差测量装置进行测量,并由此得出霍尔系数和导体的特性。

二、实验设备和材料为了进行霍尔效应实验,我们需要准备以下设备和材料:1. 一块具有霍尔效应的导体样品(例如硅片);2. 磁场产生器(例如电磁铁);3. 不锈钢夹持器用于在样品上施加电流;4. 霍尔电势差测量装置(例如霍尔电压计);5. 电流源(例如直流电源);6. 笔记本电脑或数据记录仪。

三、实验步骤下面是进行霍尔效应实验的基本步骤:1. 将导体样品固定在一个稳定的位置,并确保它与磁场产生器之间的距离足够近;2. 使用不锈钢夹持器将电流引线连接到样品上的两个接点;3. 将霍尔电势差测量装置的电极放在样品两侧,并将其连接到笔记本电脑或数据记录仪上;4. 打开磁场产生器,并调节磁场的大小和方向;5. 打开电流源,使一定大小的直流电流通过样品;6. 记录测量装置上显示的霍尔电势差值,并随着磁场和电流大小的变化进行多组实验;7. 根据测量结果,计算出霍尔系数和导体的特性。

四、实验应用和意义霍尔效应的实验可以用于多个应用领域:1. 电流测量:通过测量霍尔电势差,可以准确测量通过导体的电流大小;2. 磁场测量:通过测量霍尔电势差和已知的电流大小,可以计算出磁场的强度和方向;3. 材料特性研究:不同类型的材料具有不同的霍尔系数,通过测量霍尔电势差可以研究材料的特性和性质。

霍尔效应实验报告

霍尔效应实验报告

霍尔效应实验报告引言:霍尔效应是指当电流通过垂直于电流方向的导电体时,会产生横向电势差(Hall voltage)。

通过研究霍尔效应,可以了解材料的电性质,并在磁传感器、霍尔元件等领域得到应用。

本实验旨在通过测量霍尔效应的相关参数,深入了解其原理和特性。

实验材料与仪器:1. 霍尔片:选用精确的霍尔片,并保证其表面电阻低于10 Ω;2. 磁铁:用于产生磁场,保证其磁场均匀且稳定;3. 恒流源:用于提供稳定的电流;4. 毫伏表:用于测量霍尔电压;5. 恒温槽:用于控制实验环境温度。

实验原理:当电流通过霍尔片时,由于霍尔片内产生的洛伦兹力,电子受力方向与电流方向成正交关系,从而形成电子在导电体中的漂移运动。

此过程中,电子受力方向受磁场和电荷载流方向的共同作用。

当磁场、电流和电子漂移方向垂直时,会在导体一侧产生电势差,即霍尔电压。

实验步骤:1. 将霍尔片固定在实验台上,并将磁铁与霍尔片垂直放置;2. 连接恒流源,并设置电流大小;3. 通过毫伏表测量霍尔电压,并记录;4. 重复步骤2和3,改变电流大小,记录相应的霍尔电压;5. 在实验过程中,保持实验环境温度恒定,使用恒温槽进行控制。

实验数据及结果:按照上述步骤进行实验,依次记录不同电流值下的霍尔电压。

随后,根据实验数据绘制电流与霍尔电压之间的关系曲线图,并进行数据分析。

分析与讨论:通过实验数据的分析,我们可以得到以下几个结论:1. 霍尔电压与电流存在线性关系,电流越大,霍尔电压也越大;2. 霍尔电压与磁场的关系是非线性的,且磁场强度越大,霍尔电压也越大;3. 霍尔电压与温度存在一定的关系,随着温度的升高,霍尔电压会变化。

以上结论验证了霍尔效应的基本原理。

当电流通过霍尔片时,受到磁场的作用,电子受到洛伦兹力的驱动,从而产生横向电势差。

而电势差的大小与电流、磁场以及温度等因素有关。

实验误差分析:在实验过程中,由于外界环境的干扰以及仪器的精度等原因,会产生一定的误差。

霍尔效应实验原理

霍尔效应实验原理

霍尔效应实验原理引言:在研究电磁学和物理学等相关领域时,霍尔效应是一个重要的实验现象。

该效应由爱德华·霍尔在1879年首次观察到,并被广泛应用于传感器、开关和计量设备等领域。

本文将介绍霍尔效应实验的原理及相关实验装置,以及实验中需要注意的要点。

一、实验目的霍尔效应实验的主要目的是研究当一个电流通过载流子数量、方向及速度不同的导体时产生的霍尔电压效应。

通过实验,我们可以进一步了解霍尔效应的物理本质以及相关参数的测量方法。

二、实验原理霍尔效应是指在一个垂直于电流流向的磁场中,当电流从导体中流过时,会产生一种垂直于电流和磁场方向的电势差,这就是所谓的霍尔电压。

霍尔电压(VH)与电流(I)、磁感应强度(B)以及材料本征霍尔系数(RH)之间存在关系。

根据该关系可以得到公式:VH = RH * I * B因此,通过测量霍尔电压,可以推导出材料的霍尔系数,从而了解导体情况。

三、实验装置1. 电源:用于提供所需的电流,确保实验安全、稳定运行。

2. 磁铁:产生一个恒定的磁场,可以使用永磁铁或电磁铁。

3. 引线和导线:将电流引入实验装置,连接各个实验部分。

4. 载流子材料:通常使用金属导体作为载流子材料,如铜线或硅片。

5. 电压测量仪:用于测量霍尔电压,可以是数字电压表或示波器等。

四、实验步骤1. 将磁铁放置在所需位置,确保磁场垂直于电流方向。

2. 通过电源将恒定电流注入载流子材料中。

3. 使用电压测量仪测量载流子材料两侧的电压差,即霍尔电压。

4. 改变电流强度或磁感应强度,观察霍尔电压的变化。

5. 根据实验数据,计算材料的霍尔系数。

五、注意事项1. 实验过程中,一定要注意电流的安全,避免触电或短路等意外情况的发生。

2. 磁场应保持稳定,不应有较大的波动。

3. 测量电压时,确保测量仪器的准确性和灵敏度,避免由于仪器误差导致结果不准确。

4. 多组数据的采集可以提高实验结果的准确性与可靠性。

5. 在实验完成后,及时关闭电源和处理实验装置,保持实验环境整洁。

霍尔效应及其应用实验原理

霍尔效应及其应用实验原理

霍尔效应及其应用实验原理霍尔效应是一种利用材料内部自由电子的磁场运动所引起的电压现象,也是一种用来测量磁场强度和磁场方向的技术。

该效应可以在所有导体材料中观察到,尤其是在半导体材料中表现出更为复杂的特性。

霍尔效应的实验原理是:当一个导体材料处于垂直于磁场方向的磁场中,自由电子的运动受到磁场的力作用而偏向一侧,形成电荷分离,从而产生电势差,这个电势差称为霍尔电势差。

霍尔电势差与磁场的大小和电流的方向有关。

一般来说,当电流方向与磁场垂直时,霍尔电势差达到最大值;当电流方向与磁场平行时,霍尔电势差为零。

霍尔效应在实际应用中有着广泛的用途,包括测量磁场强度和方向、测量导体材料内部自由电子浓度、测量射线辐照量等。

在半导体材料中,霍尔效应可以用来测量载流子类型、载流子浓度以及半导体的类型等。

在实验中,霍尔效应的应用可以通过霍尔元件进行。

霍尔元件通常是一个纯半导体片,在片的交叉口处引入掺杂杂质,使其形成p型和n型结构,从而形成一个p-n结。

当通过霍尔元件的电流和磁场垂直时,就可以观察到霍尔电势差的产生。

具体实验步骤如下:1.准备霍尔元件。

将霍尔元件插入电路板的插孔中,连接元件的负载电阻。

2.设置磁场。

将磁铁放在电路板上方并打开电源,调整磁铁的位置和方向,使磁场垂直于霍尔元件。

3.测量电压。

开启电源,调节电流大小,记录不同电流下霍尔电压的大小和方向。

4.绘制图表。

将电流和霍尔电压数据绘制成图表,根据图表分析霍尔电势差与电流和磁场的关系。

霍尔效应具有广泛的应用前景,特别是在微电子工业中,可以用来测量半导体性能和器件参数,从而提高半导体器件制造的精度和可靠性。

霍尔效应原理及其应用实验报告

霍尔效应原理及其应用实验报告

霍尔效应原理及其应用实验报告霍尔效应是指当导体中有电流通过时,如果在导体中垂直于电流方向施加一个磁场,就会在导体的横向两侧产生电势差。

这一现象被称为霍尔效应,它是由美国物理学家爱德温·霍尔于1879年发现的。

霍尔效应在电子学和磁学领域有着重要的应用,本实验旨在通过具体的实验操作,深入理解霍尔效应的原理及其在实际中的应用。

一、实验原理。

1. 霍尔效应原理。

当导体中有电流通过时,如果在导体中垂直于电流方向施加一个磁场,就会在导体的横向两侧产生电势差。

这一现象被称为霍尔效应。

霍尔效应的原理是基于洛伦兹力的作用。

当导体中有电流通过时,电子会受到磁场力的作用,从而产生横向的电势差。

2. 实验装置。

本实验采用的装置主要包括霍尔元件、直流电源、磁铁、示波器等。

霍尔元件是本实验的核心部件,它能够测量出在导体中产生的霍尔电压。

直流电源用来提供电流,磁铁用来产生磁场,示波器用来测量霍尔电压的大小。

二、实验步骤。

1. 将直流电源连接到霍尔元件的两端,调节直流电源的电流大小。

2. 将磁铁放置在霍尔元件的两侧,调节磁铁的位置和磁场强度。

3. 使用示波器来测量霍尔电压的大小,并记录下实验数据。

4. 根据实验数据,分析霍尔电压与电流、磁场强度之间的关系。

三、实验结果与分析。

通过实验数据的记录和分析,我们可以得出霍尔电压与电流、磁场强度之间的定量关系。

具体来说,霍尔电压与电流成正比,与磁场强度成正比。

这一定量关系可以用数学模型来描述,从而为霍尔效应的应用提供了理论基础。

四、应用实验。

1. 霍尔传感器。

霍尔传感器是利用霍尔效应原理制作的一种传感器,它可以测量磁场的强度。

在汽车、电子设备等领域有着广泛的应用,如测量车速、转速等。

2. 霍尔电流计。

霍尔效应还可以用来测量电流的大小。

通过将导体放置在磁场中,利用霍尔效应测量出导体中产生的霍尔电压,从而可以计算出电流的大小。

五、实验总结。

通过本实验,我们深入理解了霍尔效应的原理及其在实际中的应用。

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实验十七霍尔效应实验Experiment 17 Hall Effect Experiment1879年德国物理学家霍尔(E. H. Hall)在读研究生期间发现的,通电的板状金属导体,如果在其电流垂直方向上加一水平方向的匀强磁场,因为定向移动的自由电子受到洛仑兹力发生偏转则在导体上下表面间产生一个电势差,这种现象称为霍尔效应,此电势差称为霍尔电势差( Hall voltage)。

当时人们还不知道金属的导电机理,甚至还未发现电子,因此根据霍尔电势差的方向,可以判断出导体载流子的正负(这也正是霍尔当时设计实验的目的)。

这在物理学的发展史上有着重要的作用。

后来发现,半导体的霍尔效应更为显著。

现在它已是研究半导体材料物理和电学性能的最基本、最重要的实验手段之一。

由霍尔效应制成的霍尔元件具有频率响应宽(从直流到微波)、小型、无接触测量、使用寿命长和成本低等优点,因而被广泛地应用在测试、自动化、计算机和信息技术等领域(它的主要不足是受温度的影响比较大)。

用它制成的特斯拉计或磁场测量装置,测量范围可以从10T的强磁场到10-7T的弱磁场,精度从1%到0.01%,既可测量直流磁场也可测量交流磁场,还可测量脉宽为ms到μs的脉冲磁场。

实验目的Experimental purpose1.了解产生霍尔效应的机制。

2.学习用―对称法‖消除副效应的影响。

3.学会用霍尔元件测量磁场及其分布的基本方法。

4.学会用霍尔效应仪测量霍尔元件的霍尔系数。

实验原理Experimental principle霍尔效应是运动的载流子在磁场中受到洛仑兹力发生偏转而产生的,利用霍尔效应原理制作出来的电子元件统称为霍尔元件,本实验所用的霍尔元件是一个长方形的均匀半导体薄片,称为霍尔片。

如图1所示,图1霍尔效应示意图设霍尔元件是由n型(即参加导电的多数载流子是电子)半导体材料制成的。

其长为l 、宽为b、厚度为d。

如果在M 、N 两端按图示加一稳定电压,则有恒定电流I沿X 轴方向通过霍尔元件,假定电流I是由沿X 轴以速度v 运动的电子构成的,电子的电荷为e ,而自由电子的浓度为n ,则霍尔片的工作电流I(Transverse current )可表示为evbdn dt dQ I -== (1)若在z轴方向加上恒定磁场B (Magnetic field),沿负X 轴运动的电子就会受到洛仑兹力B f 的作用evB f B -= (2)B f 的方向指向负Y 轴,于是,霍尔元件内部的电子沿着虚曲线运动并聚积在下方平面。

随着电子向下偏移,上方平面剩余正电荷,结果形成Y 轴负向的霍尔电压H E ,上下两个平面间具有电势差U H (上述过程在短暂的10-13~10-11s内就能完成)。

但是,上下两平面的电荷不会不断增加,霍尔电势差U H 也不会持续上升。

当上下两个平面聚积的电荷产生的霍尔电场H E 对电子的静电作用力f E 与洛仑兹力f B 大小相等时,电子就能无偏转地从右向左通过半导体。

此时,有如下关系evB e b UH =再利用式(1)得到IB K d IB R end IB bvB U H H H ==-== (3)式中RH 称为半导体材料的霍尔系数(Hall constant ),它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数;K H 叫做它的灵敏度,单位是mV /()T mA ⋅,在I 、B 一定时它决定H U 的大小,其值由材料的性质及元件尺寸决定,对于一定的元件,K H 是常量。

(RH =–en 1,K H =–end1)。

如果工作电流I恒定,d、R H 已知,由式(3)通过对H U 的测量可得磁场B的值,如果将测量的电压经过放大,并将与电压一一对应的磁场值直接刻在电表上,这就制成了特斯拉计。

如果把霍尔片放在已知的磁场中,则可根据式(3),由测得的霍尔电势差即可测出它的霍尔系数或霍尔灵敏度。

由式(3)可知,霍尔电势差U H 正比于工作电流I和外加磁场B。

U H 的方向既随电流I的换向而换向,也随磁场B 的换向而换向,同时还可看出,U H 与n 、d 有关。

由于半导体内载流子浓度远比金属的载流子浓度小,故采用半导体作霍尔元件,并且将此元件做得很薄,一般只有0.2mm 厚,以便获得易于观测的霍尔电势差U H 。

值得注意的是,式(3)是在作了一些假定的理想情形下得到的。

实际情况要复杂得多,产生上述霍尔效应的同时还伴随产生4种副效应,使霍尔电压H U 的测量产生系统误差,这些副效应有:(1) 厄廷豪森(n Etinghause)效应 推导式(3)时,认为载流子的平均速率是v ,实际上霍尔片内部的载流子速率服从统计分布规律,载流子速率是各不相同的,霍尔电场建立后,速率大于v 的载流速率所受的洛伦兹力大于霍尔电场力,速率小于v的载流速率所受的洛伦兹力小于霍尔电场力,这样霍尔片y方向一侧聚集高速载流子多与晶格碰撞使该侧温度较高,而在y方向另一侧聚集低速载流子多,这一侧的温度较低;结果在霍尔片y方向上两侧产生附加的温差电动势U E,这一效应称为厄廷豪森效应,由于载流子所受洛伦兹力的方向与工作电流I方向和外磁场B方向有关,所以U E的正负随I或B方向的改变而改变。

(2)能斯脱(Nernst)效应给霍尔元件焊接工作电流引线时,由于两端焊点电阻不等,通电发热的程度不同,所以这两点间温度不同,于是引起热扩散电流,该电流在磁场作用下形成类似于U H的附加电势差U N,这一效应称为能斯特效应。

由于热扩散电流方向由两端温差决定,所以U N的正负与工作电流I的方向无关,只随外磁场方向的改变而改变。

(3)里纪一勒杜克(leducRighi )效应能斯脱效应中产生的热扩散电流的载流子速度不同,因此也会由于厄廷豪森效应产生温差电动势U RL,这一效应称为里纪一勒杜克效应;由于热扩散电流方向与工作电流方向无关,所以,U RL的正负只随外磁场方向的改变而改变。

(4)不等势电势效应在焊接电压测试引线A、'A时不可能保证A、'A在同一个等势面上,所以即使外加磁场B=0,这样当霍尔片有工作电流通过时,由于A、'A不在同一等势面上而产生不等位电势U0,U0的正负只随工作电流方向的改变而改变。

在以上附加电势中,不等位电势U0影响最大,三个附加效应的影响均较小。

在确定的磁场B和工作电流I下,实际所测量A、'A两端的电压U是霍尔电势差U H与其它副效应产生的附加电压的代数和,人们可以通过改变工作电流I和磁场B 的方向消除和减小副效应的影响,这种消除系统误差的方法称为对称测量法。

设01,V V V V V U I B R N E H ++++=++时:02,U U U U U U I B RL N E H -++--=-+时:03,U U U U U U I B RL N E H ---+=--时: 04,U U U U U U I B RL N E H +----=+-时:作运算:4321U U U U -+-并整理有:(41=H U E U U U U U --+-4321) (4)通常U E 只占U H 的5%左右,在误差允许的范围内U E 可以忽略。

因为霍尔效应的建立只需10-13~10-11s ,而热磁效应的建立需较长的时间,约几秒,所以在小电流、弱磁场的情况下,只要测量动作敏捷,或采用交流,这些副效应都可以消除。

在实验计算中,U H 取U H =41(4321U U U U -+-)。

( 5 )实验仪器Experimental Apparatus & Equipment ListHL —4型霍尔效应仪、双路直流稳压电源、安培表、滑线变阻器、电位差计等。

仪器介绍Introduction of experimental Apparatus & Equipment一. HL —4型霍尔效应仪(HL —4Hall effect experimental Equipment)HL —4型霍尔效应仪是由霍尔元件,电磁铁及换向开关等组成,如图2所示。

(1) 霍尔元件(Hall element e)霍尔元件是由n型半导体材料制成。

元件尺寸为4mm ×2mm ×0.2mm ,元件胶合在白色的绝缘衬板上,有四条引出线,其中两条为工作电流极(4、3),两条绿色导线为霍尔电压输出极(2、1),同时将这四条引线焊接在玻璃丝布板上,然后引到仪器换向开关上,并以4、3、2、1表示。

工作电流用稳压电源供电,适当减小工作电流,以减小热磁效应引起的误差,最大电流为10.0mA 。

(2) 电磁铁(Electromagnet)根据电源变压器使用带状铁芯具有体积小和电磁性能高的特点,采用冷轧电工钢带制成,线圈用高强度漆色线多层密绕,层间绝缘,导线的绕向即励磁电流的方向已标明在线圈上,由此可确定磁场的方向。

线圈的两端引线已接到仪器的换向开关上。

图2.HL —4型霍尔效应仪面板(3) 换向开关(commutative switch)仪器装有三只换向开关,用以改变工作电流I H 、磁场B 及霍尔电势差V H的方向。

注意事项Notes on experiments1. 霍尔元件是易损元件,必须防止元件受压、挤、扭和碰撞等,以免损坏元件而无法使用。

2. 通过霍尔元件的工作电流不能过大,切勿与励磁电流接错,否则容易烧毁。

3. 记录数据时,为了不使电磁铁过热,一般应断开磁化电流的换向开关。

二.UJ33D型数字直流电位差计及使用方法(UJ33D digital DC potentiometer and operation means)(1)将被测电压接在输入输出端子上(注意极性)。

(2)打开电源,当仪器用电池供电时,只需打开面板上的电源开关;当仪器使用市电供电时,要同时打开仪器后面的交流开关和面板上的电源开关。

(3)mV/C0按键处于抬起状态。

图3. UJ33D型数字直流电位差计面板(4)将功能转换开关置于―调零‖位置,按住幅值校准3秒,即可完成调零工作,在液晶显示屏上以数字形式显示清零。

(5)测量,将功能转换开关置于―测量‖位置时,从面板的数字屏幕马上显示被测的霍耳电压信号数字,所测电压值的正负值均可显示出来。

注意:(1)液晶屏幕显示的第1个数字是一个过渡的电压值,而第2屏显示的数字为所测的电压值,需要马上读取记录。

液晶屏幕显示的电压数字最后一位数字一般都在变化。

若液晶屏幕显示的电压值数字一直在减小或增大,则需要重新调零测量。

(2)测量时,仪器的数字显示能根据被测电压的大小,在78mV、625mV、2.5V 三个量程上自动转换,自动使仪器工作在最佳量程,以保证实现较高的精度.三. LM1718A 双路直流稳压电源的使用方法(operation means of LM1718A Double-circuit DC Regulated Power Supply )LM1718A 双路直流稳压电源面板如图4所示。

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