利用霍爾元件測磁場

1、利用霍爾元件測磁場第1頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一今日問題:1、今天的實驗內(nèi)容是什么？2、為什么要測VHIm 關(guān)系？怎么測？3、為什么要測VHIS 關(guān)系？怎么測？4、完成上述實驗內(nèi)容，你需要哪些實驗儀器？5、長直螺線管軸線上的磁場分布有何特點？怎樣測？需要測量 記錄哪些數(shù)據(jù)，才能測出磁感應強度的分布？6、 你怎么理解“對稱測量法”消除負效應第2頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一一、實驗目的學習用霍爾元件測量長直螺線管的軸向磁場分布了解產(chǎn)生霍爾效應的物理過程學習“對稱測量法”消除負效應的影響，測量試樣的VHIS 和VHI曲線確定試樣的導電類型

2、、載流子濃度以及遷移率第3頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一二、實驗原理OyzxI1、霍爾電動勢、樣品的導電類型v：霍爾電動勢：霍爾器件的靈敏度:材料的霍爾系數(shù)N型：電子導電，在如圖條件下，A點高于P型：空穴導電，在如圖條件下， 點高于A第4頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一二、實驗原理等位面電壓端電流端、附加電動勢電熱（愛廷豪森效應）溫差（能斯特效應里紀勒杜克效應）不等電位差（零位誤差）例如：能斯特（Nernst）效應引起的VN 的方向僅與B 的方向有關(guān)。 + Is,+B: V1=VH+VN- Is,+B: V2=-VH+VNV1- V22=V

3、H對稱測量法第5頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一二、實驗原理、霍爾元件的參數(shù)（1）遷移率電導率平均漂移速率第6頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一二、實驗原理、螺線管的磁場R第7頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一三、實驗儀器 TH 型 測試儀 S 螺線管磁場H 霍爾效應VH、VO(mv)IS、IM(A)功能切換SHIS調(diào)節(jié)IM調(diào)節(jié)測量選擇ISIMVH、VO輸入IS輸出IM輸出杭州天科技術(shù)實業(yè)有限公司杭州天煌電器設(shè)備廠調(diào)零+-THH霍爾效應實驗測試儀第8頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一三、實驗儀器

4、THH霍爾效應實驗組合儀Is換向IM 換向VHIs輸入IM 輸入電磁鐵樣品樣品架x y 調(diào)節(jié)第9頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一VH輸出實驗連線圖第10頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一四、實驗內(nèi)容與步驟 、測量試樣的VHIS 和VHI曲線，確定樣品的導電類型、載流子濃度以及遷移率IS/mAV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4 /mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is1.001.502.002.503.003.504.00（1）實驗儀雙刀開關(guān)倒向“VH”，測試儀功能選擇置于“VH”IM=0.

5、5A,測繪VHIS 曲線第11頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一四、實驗內(nèi)容與步驟 2、保持IS 的值不變（ IS =3.00mA），測繪曲線VHIIM/AV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4 /mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.3000.4000.5000.6000.7000.800第12頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一四、實驗內(nèi)容與步驟 （3）實驗儀雙刀開關(guān)倒向“VO”，測試儀功能選擇置于“Vo”在零磁場下，Is=0.2mA,測量Vo（實驗中不測這一項）（）確定樣品的導電類型(不

6、做)，并求RH ,第13頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一四、實驗內(nèi)容與步驟 x1x2xV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVHB+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.00.00.50.01.00.01.50.00.0、測量螺線管軸線上磁場分布儀器特色:折疊尺的應用第14頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一五、報告要求2、做IMVH曲線3、做ISVH曲線4、計算 按國際單位計算5、作螺線管軸線上磁場分布曲線1、原始數(shù)據(jù)抄入正文,正確計算VH和B6、總結(jié)實驗心得,寫出實驗結(jié)論7、回答教材上的問題.第15頁，共20頁，2022年，5月

7、20日，13點57分，星期一數(shù)據(jù) 處理樣例第16頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一第17頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一數(shù)據(jù) 處理樣例第18頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一（1）厄廷豪森（Eting hausen）效應引起的電勢差由于電子實際上并非以同一速度v沿X軸負向運動，速度大的電子回轉(zhuǎn)半徑大，能較快地到達接點3的側(cè)面，從而導致3側(cè)面較4側(cè)面集中較多能量高的電子，結(jié)果3、4側(cè)面出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生溫差電動勢（）能斯特（Nernst）效應引起的電勢差 焊點1、2間接觸電阻可能不同，通電發(fā)熱程度不同，故1、2兩點間溫度可能不同，于是引起熱擴散電流。與霍爾效應類似，該熱電流也會在3、4點間形成電勢差的方向僅與B的方向有關(guān)。 七、閱讀材料第19頁，共20頁，2022年，5月20日，13點57分，星期一（）里紀勒杜克（RighiLeduc）效應產(chǎn)生的電勢差在能斯特效應的熱擴散電流的載流子由于速度不同，一樣具有厄廷豪森效應，又會在3、4點間形成溫差電動勢的正負僅與B的方向有關(guān)，而與I的方向無關(guān)。 （4）不等電勢效應引起的電