霍耳效应及其应用
霍尔效应的原理应用

霍尔效应的原理应用1. 霍尔效应简介霍尔效应是指在垂直于电流方向的磁场中,当通过导体中有电流时,会在导体两侧产生电势差的现象。
这一现象的基础是由美国物理学家愛德蒙·霍尔(Edwin Hall)于1879年首次发现和描述的。
2. 霍尔效应原理霍尔效应是基于磁场对电荷运动轨迹的影响而产生的。
当电荷在垂直于电流方向的磁场中运动时,受到洛伦兹力的作用,导致电荷受力方向发生偏转。
这种偏转会导致产生垂直于电流方向和磁场方向的电势差,即霍尔电压(VH)。
该电势差与电流方向、磁场强度以及材料的特性有关。
3. 霍尔效应的应用领域霍尔效应在许多领域都有广泛的应用。
3.1 传感器领域•磁场传感器:利用霍尔效应可以测量磁场强度,因此可应用于磁场传感器的设计。
磁场传感器可用于测量地磁场、检测运动物体、制作磁罗盘等。
•流速传感器:通过在流体中嵌入霍尔效应芯片,可以测量流体流速。
这种传感器广泛应用于汽车、船舶、工业流体控制等领域。
3.2 磁存储领域•磁存储器件:霍尔效应可用于读取磁存储材料中的信息。
磁盘驱动器和磁卡等设备中的磁头就是通过测量霍尔电压来读取磁场信息。
3.3 汽车电子领域•刹车系统:霍尔效应传感器常用于测量车轮转速,以判断车辆是否需要刹车。
这在车辆的安全性控制中起着重要作用。
•方向盘力矩传感器:霍尔效应可用于测量方向盘力矩,以检测驾驶员对方向盘的施力情况。
3.4 其他领域•电源管理器件:利用霍尔效应芯片可以测量电流,用于电源的电流保护和管理。
•医疗器械:霍尔传感器可应用于医疗设备中,如血氧仪、心脏起搏器等。
4. 霍尔效应的优势和局限性4.1 优势•非接触性:霍尔效应传感器不需要与被测物理量直接接触,因此能够防护传感器的寿命。
•高灵敏度:霍尔效应传感器对磁场变化非常敏感,能够提供精确的测量结果。
•高可靠性:霍尔效应传感器具有稳定性和长寿命的特点,适用于长期使用。
4.2 局限性•温度影响:霍尔效应传感器的输出受温度变化的影响较大,需要进行温度补偿。
霍尔效应的应用和原理

霍尔效应的应用和原理1. 介绍霍尔效应是指在通过一定的电流流过具有一定形状和大小的金属或半导体的时候,垂直于电流方向的横向电压差。
该效应由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年发现并命名。
霍尔效应不仅有重要的理论意义,还具有广泛的应用,包括传感器、电子器件、测量、电力、磁体等领域。
本文将重点介绍霍尔效应的应用和原理。
2. 应用2.1 磁场传感器霍尔效应可以用于制造磁场传感器,这些传感器可以测量磁场的强度和方向。
其中最常见的应用是如下几种:•磁力计:通过测量对象周围的磁场变化来检测物体的位置和运动。
•磁场计:测量磁场的大小和磁极的方向,并将其转化为电信号。
磁场传感器广泛应用于社交媒体、电子游戏、导航系统、安防系统等领域。
2.2 电流测量霍尔效应可以应用于电流测量。
通过将电流传导器件放在电路中,利用霍尔传感器测量横向电压差并根据一定的数学计算关系求得电流大小。
这种方法可以测量直流和交流电流。
电流测量是电力行业、电子设备制造业和电动车制造业中常见的应用。
2.3 速度测量霍尔效应也可以用于速度测量。
在车辆的制动系统中,可以使用霍尔传感器检测车轮的转速,并根据转速计算车辆的速度。
此外,霍尔传感器还可用于工业机械设备以及风力发电机组等领域的速度测量。
3. 原理3.1 霍尔元件霍尔元件通常由铬、铂、铜等金属制成的片状金属电极组成。
在元件的一边施加电流,而在另一边测量横向电压差。
元件两侧的接触电极与电流方向垂直,并且在两个接地电极之间有一定距离。
3.2 磁场作用当将一个垂直于电流方向的磁场加在霍尔元件上时,由于电子的洛仑兹力作用,电子会产生一个横向偏转运动,从而形成横向电压差。
这个横向电压差正比于电流的大小和磁场的强度。
通过测量这个横向电压差,可以间接测量电流或磁场的值。
4. 结论霍尔效应是一种重要的物理现象,它不仅有理论研究的意义,还在很多领域发挥着重要的应用价值。
磁场传感器、电流测量和速度测量是霍尔效应最常见的应用领域。
霍尔式的原理与应用

霍尔式的原理与应用一、霍尔效应的原理霍尔效应是指当电流通过一块材料时,垂直于电流方向的磁场引发的电场现象。
它基于霍尔效应传感器中的霍尔元件。
1.1 霍尔元件的结构霍尔元件由霍尔片、电流引脚和电压引脚组成。
霍尔片是由半导体材料制成的,具有特殊的性质,可以感测到外部磁场,并将其转化为电场。
1.2 霍尔效应的原理当电流通过霍尔元件时,垂直于电流方向的磁场作用在霍尔片上,使得霍尔片两边形成电势差。
这个电势差称为霍尔电压(Hall voltage),并遵循以下公式:$$ V_H = B \\cdot I \\cdot R_H $$其中,V H为霍尔电压,B为磁场强度,I为电流强度,R H为霍尔常数。
根据霍尔电压的方向,可以判断磁场的方向。
二、霍尔效应的应用霍尔效应广泛应用于各个领域,下面列举几个典型的应用场景。
2.1 速度测量通过安装霍尔传感器,可以测量旋转物体的速度。
当物体上有磁场发生改变时,霍尔传感器可以检测到霍尔电压的变化,并通过计算得到物体的速度。
2.2 位置检测利用霍尔效应传感器的灵敏度,可以用于检测磁体的位置。
当磁体接近或离开霍尔传感器时,磁场的改变会导致霍尔电压的变化,从而可以确定磁体的位置。
2.3 电流测量由于霍尔电压与电流强度成正比,可以通过测量霍尔电压来确定电流的大小。
这在电力系统中非常有用,可以用于实时监测电流是否超过额定值。
2.4 开关检测霍尔传感器可以用作磁性开关的探测器。
当磁场与传感器接近时,霍尔电压将发生变化,可以用于检测物体的接近或离开。
2.5 指南针利用霍尔效应传感器的灵敏度,可以制作电子指南针。
通过测量磁场的方向,可以确定地理方位。
2.6 电动汽车霍尔传感器在电动汽车中有广泛的应用。
例如,用于控制电机速度、测量电池电流、检测车辆速度等。
三、总结霍尔式的原理基于霍尔效应传感器中的霍尔元件,通过测量霍尔电压来检测磁场的变化。
霍尔效应在速度测量、位置检测、电流测量、开关检测、指南针和电动汽车等领域有广泛的应用。
论述霍尔效应的原理和应用

论述霍尔效应的原理和应用1. 霍尔效应的原理霍尔效应是指当导体中有电流通过时,垂直于电流方向的磁场会引起横向电势差的现象。
它的原理可以用以下几点来解释:•电荷的洛伦茨力:当导体中有电流通过时,电荷在磁场中受到洛伦茨力的作用,该力的方向垂直于电流和磁场的平面。
这个力会导致电荷在导体中沿着横向移动的方向产生累积。
•电场的形成:由于电荷在导体中沿横向移动,会在导体的侧面产生电场。
这个电场的方向垂直于电流方向和磁场方向,并且与洛伦茨力的方向相反。
•电势差的产生:由于导体侧面产生的电场,会导致导体上出现一种横向电势差。
这个电势差可以通过在导体两端接上一对金属触点来测量。
这两个触点之间的电势差与电流和磁场的强度有关。
2. 霍尔效应的应用霍尔效应不仅具有理论意义,还有许多重要的实际应用。
下面列举了几个常见的应用领域:2.1. 传感器和检测器霍尔效应可以用于制造磁场传感器和检测器,用于测量和检测磁场的属性。
这些传感器和检测器在许多领域中都有广泛的应用,如磁力计、磁场测量仪器、磁共振成像设备等。
2.2. 变压器和电源由于霍尔效应可以精确测量电流的大小和方向,因此可以应用于变压器和电源的设计与控制。
霍尔效应传感器可以用来测量电流的大小,从而实现对电压和功率的准确控制。
2.3. 汽车工业在汽车工业中,霍尔效应传感器被广泛应用于测量车速、转速和方向等参数。
例如,车速传感器常常使用霍尔效应来测量车轮的转速,并根据转速计算出车速。
2.4. 磁存储器霍尔效应也可以应用于磁存储器中。
当磁头移动到磁带上时,霍尔效应传感器可以测量磁场的强度,从而读取和写入磁带上的数据。
2.5. 生物医学领域在生物医学领域中,霍尔效应传感器被广泛应用于测量和监测生物信号。
例如,可以使用霍尔传感器来测量心脏的磁场,以检测心脏的健康状况。
3. 总结霍尔效应是一种重要的物理现象,它描述了电流通过导体时垂直于电流和磁场方向产生电势差的现象。
这个效应不仅具有重要的理论意义,还具有广泛的实际应用。
霍尔的应用及原理

霍尔的应用及原理霍尔效应的简介霍尔效应是指当一个电流通过金属导体时,如果在导体上施加一个磁场,将会在导体的侧边产生一个电压差。
这种现象称为霍尔效应,它是利用磁场对电荷运动的影响来产生电压差的一种现象。
霍尔效应的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面。
1. 传感器领域霍尔传感器是利用霍尔效应制成的传感器,常用于测量磁场的变化。
它具有快速响应、高精度等特点,广泛应用于电子设备、车辆等领域。
例如,在汽车领域,霍尔传感器被用于测量车轮转速、车速等参数,从而实现自动控制系统对车辆的控制。
•测量磁场的变化•快速响应•高精度2. 电子开关霍尔开关也是一种常常采用霍尔效应的装置,它是一种非接触式的开关,通过检测磁场的变化来控制开关的状态。
与普通机械开关相比,霍尔开关具有更长的使用寿命和更可靠的性能。
在自动化控制系统中,霍尔开关被广泛应用于位置检测、计数器、安全控制等方面。
•非接触式开关•长寿命•可靠性高3. 电流测量由于霍尔效应与电流的大小成正比,因此霍尔传感器可以用来测量电流。
将霍尔传感器与电流表连接在一起,通过测量产生的电压差来间接测量电流的大小。
这种方法在电力系统中得到广泛应用,用于测量电流的大小,从而保护系统的安全运行。
•测量电流•间接测量•保护系统安全4. 位置检测利用霍尔传感器的哈尔开关特性,可以实现对物体位置的非接触式检测。
通过在物体周围放置磁铁,当物体接近或离开磁铁时,磁场的变化会被霍尔传感器检测到,从而实现对物体位置的检测。
这种方法在自动化设备和机械加工等领域非常常见。
•非接触式检测•检测物体位置•广泛应用于自动化设备和机械加工等领域霍尔效应的原理霍尔效应是由美国物理学家霍尔于1879年发现的,它是磁场对载流子运动的影响所导致的。
当载流子在导体中运动时,磁场会对载流子施加一个力,从而使其运动轨迹发生变化。
这个运动轨迹的变化将导致载流子在导体上产生一个电场,进而引起电势差的产生,即霍尔电势差。
根据洛伦兹力的原理,电场力和洛伦兹力相平衡时,霍尔电势差达到平衡。
磁学中的霍尔效应及其应用

磁学中的霍尔效应及其应用磁学是物理学中的一个重要分支,研究物质在磁场中的行为和性质。
在磁学中,霍尔效应是一种非常重要的现象,具有广泛的应用。
本文将介绍霍尔效应的基本概念和原理,并探讨其在科学研究和工程应用中的意义。
一、霍尔效应的基本概念和原理霍尔效应是指在电流通过导体时,当导体处于垂直磁场中时,会在导体两侧产生电势差,这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的基本原理可以通过洛伦兹力和电荷守恒定律来解释。
当电流通过导体时,电子在导体内部运动。
在垂直磁场的作用下,电子会受到洛伦兹力的作用,使得电子在导体内部发生偏转。
由于电子的偏转,导体两侧形成了电荷分布差异,进而产生了电势差。
这个电势差就是霍尔电势差,也称为霍尔电压。
二、霍尔效应的应用1. 磁场测量霍尔效应可以用于测量磁场的强度和方向。
通过将霍尔元件(霍尔传感器)安装在需要测量磁场的地方,当磁场通过霍尔元件时,会产生霍尔电势差。
通过测量霍尔电势差的大小和方向,可以计算出磁场的强度和方向。
2. 电流测量霍尔效应还可以用于测量电流的大小。
将霍尔元件安装在电路中,当电流通过霍尔元件时,会产生霍尔电势差。
通过测量霍尔电势差的大小,可以计算出电流的大小。
3. 速度测量霍尔效应在速度测量中也有广泛的应用。
将霍尔元件安装在运动物体上,当物体在磁场中运动时,会产生霍尔电势差。
通过测量霍尔电势差的大小和方向,可以计算出物体的速度。
4. 位置控制霍尔效应还可以用于位置控制。
将霍尔元件安装在需要控制位置的地方,当物体移动到特定位置时,会产生霍尔电势差。
通过测量霍尔电势差的大小和方向,可以实现对物体位置的精确控制。
5. 磁传感器霍尔效应还被广泛应用于磁传感器中。
磁传感器可以用于检测磁场的强度和方向,广泛应用于导航系统、磁条读写头等领域。
三、结语霍尔效应作为磁学中的重要现象,具有广泛的应用前景。
通过利用霍尔效应,可以实现对磁场、电流、速度和位置等物理量的测量和控制。
随着科学技术的不断进步,霍尔效应在各个领域的应用也将得到进一步的拓展和发展。
霍耳效应的原理及应用

霍耳效应的原理及应用1. 引言霍耳效应(Hawthorne Effect)也称为观察效应,是指当被观察者意识到自己正接受观察时,会对自己的行为产生改变的现象。
霍耳效应最初是在1924年至1933年间,由哈佛大学的研究人员在一项工作场所研究中发现的。
它引起了人们对社会调查、研究和管理的影响力的广泛关注。
2. 霍耳效应的原理• 2.1 观察的影响霍耳效应的核心原理是观察的影响。
当个体知道自己被观察时,他们会感到受到重视并产生对应的行为调整。
这种行为调整可能是为了满足观察者的期望,或者是为了显示一个良好的形象。
因此,观察者的存在会改变被观察者的行为,使其呈现出非自然的状态。
• 2.2 心理因素除了外部观察的影响外,霍耳效应还与被观察者内部的心理因素相关。
当个体感知到自己被观察时,他们可能会感到紧张和不安,从而导致行为的改变。
这种心理影响可以对个体的能力、情绪和压力水平产生显著影响。
3. 应用• 3.1 研究霍耳效应在社会科学研究中被广泛应用。
研究人员常常会告知被调查者或被研究者他们的行为会被观察,以观察其行为是否与平常时有所不同。
这种方法的应用使得研究结果更准确,同时也加强了被观察者的自我意识。
• 3.2 工作场所霍耳效应的应用在工作场所管理中也具有重要意义。
通过告知员工他们的行为将受到观察,可以激发员工的工作动力,并促使他们改善工作表现。
此外,管理者也可以利用观察的手段来评估员工的工作情况,并进行必要的调整和培训。
• 3.3 教育在教育领域中,霍耳效应也被广泛运用。
教师可以通过告知学生他们的学习行为会被观察,激发学生的学习兴趣与积极性。
此外,教育者还可以利用观察来评估学生的学习情况,并采取相应的教学策略和措施。
4. 解决霍耳效应的方法• 4.1 隐蔽观察为了避免被观察者对观察行为的感知,研究者可以采取隐蔽观察的方法。
这样可以降低霍耳效应的发生概率,使观察结果更加真实和准确。
• 4.2 多点观察多点观察是另一种解决霍耳效应的方法。
霍尔效应及其应用

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。
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霍耳效应及其应用
1879年,美国霍普金斯大学研究生霍耳(E. H. Hall, 1855-1938)发现磁场中的载流导体上有电势差产生,后来把这种现象称为霍耳效应。
当时人们还不知道电子的存在,无法对霍耳效应做出正确的解释。
直到1897年,汤姆逊(J. J. Thomson, 1856-1940)发现了电子,人们知道了金属导电的机理,金属中的自由电子定向运动形成电流,以及运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用等。
但由于金属中的霍耳效应太弱而未能得到应有。
1948年后,随着半导体材料的问世,人们发现用半导体材料做成的霍耳元件其霍耳效应较为显著,并得到实际应用和发展,现在广泛应用于电磁测量、电动控制、非电量的测量等方面。
近年来,霍耳效应实验不断有新发现,1980年西德物理学家冯·克利青(V. Klitzing, 1943- )在低温和强磁场下发现了量子霍耳效应,并取得应有。
一、实验目的
1. 掌握霍耳效应的原理;
2. 测绘霍耳元件的H V -S I ,H V -M I 曲线,了解霍耳电压H V 与霍耳元件工作电流S I 、励
磁电流M I (磁感应强度B )之间的关系; 3. 学会利用霍耳效应测量磁感应强度B 的方法;
4. 学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二、实验仪器
霍耳效应实验仪、霍耳效应测试仪 三、实验原理 1.霍耳效应
若将通有电流的导体置于磁场B 中,磁场B (沿y 轴)垂直于电流S I (沿x 轴)的方向,如图1-1所示,则在导体z 轴方向上产生一个电势差H V ,这种现象称为霍耳效应,该
图1-1 霍耳效应
这一效应对金属来说并不显著,但对半导体较为显著。
霍耳效应是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力作用而产生的。
半导体中的电流是由载流子(电子或空穴)的定向运动形成。
当电流S I 沿x 轴正向流过半导体(假设为N 型)时,半导体内的载流子为电子,平均迁移速率为v ,则载流子受到的洛伦兹力的大小为
evB F B = (1-1)
在B F 的作用下,电子流发生偏转,聚积在半导体的端面上A ’上,而使端面A 上出现剩余正电荷。
由于电荷的聚积形成一个纵向电场E ,方向由A 指向A ’,电场对载流子产生了方向和B F 相反的静电力E F ,其大小为
eE F E = (1-2)
E F 阻碍着电荷的进一步聚积,最后达到动态平衡状态,即
V e eE evB H == (1-3) bvB V H = (1-4)
其中b 为霍耳片宽度,H V 为A 、A ’间的霍耳电势差,霍耳电势差就是由这个电场建立起来的。
图1-1所示为半导体为N 型(电子型)时的情况,如果为P 型(空穴型)半导体,则电场的方向与前者相反,所以N 型、P 型半导体的霍耳电压有不同的符号,据此可以判断半导体的类型。
由于霍耳片中的电流S I 与霍耳片的载流子浓度n 、载流子电荷e 、迁移速率v 以及霍耳
片的截面积bd 之间的关系为nevbd I S =,则空穴的速率nebd I v S =,代入式(1-4)有
B I K B I d
R B I ned V S H S H S H ===
1
(1-5) 式(1-5)中,ne R H 1=称为霍耳系数;ned K H 1=称为霍耳元件的灵敏度,单位为mV/(mA ·T),它的大小与材料特性、霍耳片厚度有关。
由式(1-5)可以看出,知道了霍耳片的灵敏度H K ,只要分别测出霍耳片中的电流S
I 及霍耳电势差H V 即可算出磁场B 的大小,这就是霍耳效应测磁场的原理。
2.实验中的副效应及其消除原理
在实际测量过程中,还会伴随着各种副效应,产生的附加电压叠加在霍耳电压之上,形成系统误差,这些副效应有:
(1)不等位电势差0V
由于制作霍耳元件时,霍耳电压的两根引线不可能绝对的焊在同一个等势面上,因此即使不加磁场,只要霍耳片上通以电流,两引线间就有一个电势差0V ,S I V ∝0,方向随S I 的换向而改变,与磁场方向无关。
0V 大小在所有附加电势中居首位。
(2)爱廷豪森效应E V
当放在磁场B 中的霍耳片通以电流S I 后,由于载流子迁移速率不同,载流子所受的洛伦兹力不相等。
在到达动态平衡时,慢速和快速载流子在洛伦兹力和静电力的共同作用下,沿z 轴分别向相反的两侧偏转,从而导致霍耳片一面出现快速载流子,温度高,一面出现慢速载流子,温度低,于是两端面形成温度差,这一温差在两端面间产生温差电动势E V ,
B I V S E ∝,方向随S I 、B 的换向而改变。
(3)能斯托效应N V
由于霍耳片中电流S I 的两个电极与霍耳元件的接触电阻不同,通电后在两极处发热程度不同,引起两极间的温差电动势,此电动势又产生温差电流(热电流)Q ,这个电流在磁场作用下,也会在H V 方向产生电势差N V ,QB V N ∝,方向随B 的换向而改变。
(4)里纪-勒迪克效应RL V
上述热电流的载流子迁移速率不尽相同,在磁场作用下,类同于爱廷豪森效应,霍耳片两端面形成温度差,从而引起附加电动势RL V ,QB V RL ∝,方向随B 的换向而改变。
(5)附加电动势T V
霍耳片所在空间如果沿z 轴方向有温度梯度,在测量回路中会产生温差电动势;霍耳片和外电路由于绝缘不足等原因在测量回路产生的泄漏分压,以及仪表零位调整不好引起的系统误差,它们使霍耳电压指示仪表产生一个定值附加电动势T V ,方向与S I 、B 无关。
可见,上述五种副效应总是伴随着霍耳效应一起出现,实际测量的电压值是综合效应的结果,即:H V 、0V 、E V 、N V 、RL V 、T V 的代数和,而不只是H V 。
为了消除这些副效应,本实验采用的方法很巧妙:通过改变S I 、B 的方向,使0V 、N V 、RL V 、T V 从计算中消失。
但因为E V 与H V 随S I 、B 同步的变化,故而通过改变S I 、B 方向的方法不能消掉。
但E V 引起的误差很小,H E V V <<,可以忽略。
综上所述,在确定磁场B 和电流S I 的条件下,实验时需要测量下列四组数据: 当B 为正,S I 为正时,测得电压 T RL N E H V V V V V V V +++++=01 当B 为正,S I 为负时,测得电压 T RL N E H V V V V V V V +++---=02 当B 为负,S I 为负时,测得电压 T RL N E H V V V V V V V +--+-=03 当B 为负,S I 为正时,测得电压 T RL N E H V V V V V V V +---+-=04 由上面可得 E H V V V V V V --+-=]4/)[(4321
或 E H V V V V V V -+++=]4/)[(4321
当H E V V <<时,]4/)[(4321V V V V V H -+-= 或 ]4/)[(4321V V V V V H +++= 四、实验内容和要求
为了准确测量,先对测试仪的20mV 电压表进行调零。
调零时用一根连接线将电压表的输入端短路,然后调节接线孔右边的调零电位器,使电压表显示值为0.00mV 。
1. 测绘H V -S I 曲线
保持M I 值不变(取M I =0.5A ),测绘H V -S I 曲线,记入表一中。
2. 测绘H V -M I 曲线
保持S I 值不变(取S I =3.00mA ),测绘H V -M I 曲线,记入表二中。
3. 测绘B -X 曲线
令S I =3.00mA ,M I =0.5A ,Y =15.0mm 不变,横向移动霍耳片,测出霍耳片在各位置式的霍耳电压,并利用公式计算B I K V S H H =计算出磁感应强度B ,记入表三中。
表一 H V -S I 曲线(M I =0.5A )
表二 H V -M I 曲线(S I =3.00mA )
表三 B -X 曲线(S I =3.00mA ,M I =0.500A ,Y =15.0mm , H K )
五、注意事项
1.霍耳片为脆性半导体材料,严防撞击或用手触摸,在调节霍耳片位置时,必须谨慎。
2.霍耳片允许通过的电流很小,绝不允许将“M I 输出”接到“S I 输入”。
3.仪器开机前应将“S I 调节”和“M I 调节”旋纽逆时针旋转到底,使其输出电流为最小。
实验结束时也应将这两个旋纽逆时针旋转到底。
六、思考题
1.实验中如何消除附加效应的影响?试由测量结果计算出不等位电势差0V 。
2.在什么情况下会产生霍耳电压,它的方向与哪些因素有关?
3.分析本实验主要误差来源,计算磁场B 的合成不确定度。
(取S I =3.00mA ,M I =0.500A ) 4.在实验中,如果励磁电流为交流电,如何测量磁场?。