霍尔效应测磁场实验报告(共7篇).doc

篇一：霍尔元件测磁场实验报告
用霍尔元件测磁场
前言：
霍耳效应是德国物理学家霍耳〔 1855—1938〕于1879年在他的导师罗兰指导下发现的。由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。六十年代以m调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。
转动霍尔器件探杆支架的旋钮x1或x2，慢慢将霍尔器件移到螺线管的中心位置( x1=14cm ,x2=0) (注：以相距螺线管两端口等远的中心位置为坐标原点，那么探头离中心的距离为x=14-x1-x2)k3,调节im=, 弹出“测量选择〞按钮，依次按表1调节is,测出相应的v1,v2,v3,v4,绘制vh-is曲线。
调节is=, 按下“测量选择〞按钮，依次按表2调节im测出相应的v1,v2,v3,v4,绘制vh-im曲线(注：改变im时要快，每测好一组数据断开闸刀开关k3后再记录数据,防止螺线管发热)。
调节is=，im=，x1=0 ,x2=0依次按表3调节x1 ,x2测出相应的v1,v2,v3,v4,记录kh和n,绘制b-x曲线,验证螺线管端口的磁感应强度为中心位置的1/2(注：调节探头位置时应将闸刀开关k1，k3断开).
将将is和im调到最小，断开三个闸刀开关，关闭电源拆线收拾仪器。
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实验数据记录与处理例如
表1im=
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表2is=
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霍尔电压与霍尔电流的关系曲线 霍尔电压与励磁电流的关系曲线
从图上可以清楚看到霍尔电压与霍尔电流，励磁电流之间成线性关系。
表3is= im= x=14-x1-x2
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螺线管中心磁感应强度理论值：n=×102/m kh=·kgs
b0??0nim?4??10?7??102??(t)?(kgs)
实验值：
b?(kgs) 相对误差：
e?
b??
?100%??100%?%
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螺线管轴线磁感应强度分布曲线
霍尔片载流子类型的判断
不同载流子类型的霍尔片在相同条件下，产生的电动势在方向上会有差异。
霍尔片位置及螺线管线圈绕向如下图，实验中霍尔电流，励磁电流和霍尔电压极性如下表：
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即：霍尔电流从1→2沿x轴正向，，那么3端输出为“+〞；假设霍尔片为p型，那么3端输出为“-〞
从上述分析可知：实验材料为p型，载流子为空穴。
实验考前须知
接线时k1、k2、k3都断开，注意is和im不可接反。
开机前，将is和im调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。 3. 关机前，将is和im调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。 4. x方向调节旋钮x1,x2在使用时要轻，严禁鲁莽操作。
5. 调节探头位置时应将闸刀开关k1，k3断开，防止霍尔片和螺线管长期通电发热。 6. 实验中产生的副效应及其消除方法
实际测量时所测得的电压不只是vh，还包括其他因素带来的附加电压。下面首先分析其产生的原因及特点，然后探讨其消除方法。 (1)．不等势电压
由横向电极位置不对称而产生的电压降v0， 它与外磁场b无关，仅与工作电流is的方向有关。 (2)．爱廷豪森效应
从微观来看，当霍耳电压到达一个稳定值vh时，速度为v的载流子的运动到达动态平衡。但从统计的观点看，元件中速度大于v和小于v的载流子也有。因速度大的载流子所受的洛仑兹力大于电场力，而速度小的载流子所受的洛仑兹力小于电场力，因而速度大的载流子会聚集在元件的一侧，而速度小的载流子聚集在另一侧，又因速度大的载流子的能量大，所以有快速粒子聚集的一侧温度高于另一侧。这种由于温差而产生电压的现象称为爱廷豪森效应。该电压用
ve表示，它不仅与外磁场b有关，还与电流is有关。 (3)．能斯脱效应
在元件上接出引线时，不可能做到接触电阻完全相同。当电流is通过不同接触电阻时会产生不同的焦耳热，并因温差产生一个附加电压vn，这就是能斯脱效应。它与电流is无关，只与外磁场b有关。 (4)．里记-勒杜克效应
由能斯脱效应产生的电流也有爱廷豪森效应，由此而产生附加电压vrl，称为里 记-勒杜克效应。vrl与is无关，只与外磁场b有关。
因此，在确定磁场b和工作电流is的条件下，实际