霍尔元件灵敏度的测量
五、实验数据记录与处理(列表记录数据并写出主要处理过程)
图1:I1=1.845mA R0=9.5Ω
图2:I2=1.847mA I3=1.251mA R1=2000Ω R1’=3000Ω
解方程组得r=98.99Ω
图3:R1=4000Ω I=0.965mA IM= =0.963mA
图4:R1=200Ω I万=0.698mA Is=0.698+6.98=7.678mA
图5、图6:R2=13111.5Ω I万=0.002mA R=R万98.99Ω U=0.02*98.99=1.98V
六、实验分析与讨论
1.霍尔元件电流端电阻数百欧姆,其工作电流不能超过10mA,以免损坏霍尔元件,应详细计算出各个电路中保护电阻的大概数值之后进行测量。
2.霍尔电极不对称,两极间有附加的不等电位差,应多次测量,取平均值来消除该误差,但是因为实验时间有限,因此只测量一次,存在误差。
西北工业大学
设计性基础物理实验报告
班级:11051401姓名:日期:2016.05.27测量置于螺线管中部霍尔元件的灵敏度。
二、实验仪器(名称、型号及参数)
可调直流双路输出稳压电源一台(E1:0-5V E2:0-20V)
数字式万用表(限用直流电流2mA量程档)
未知阻值的电阻R0
3.由于焊点之间接触电阻不同导致焊点之间温度不同,由能斯特方程,会在两板间形成附加的电势差,引起实验误差。
直流多值电阻箱3个(只有R1阻值准确)
TH-S螺线管磁场实验仪
单刀单掷开关、导线
三、实验原理
1.霍尔效应
任何导体中通过电流时,若存在垂直于电流方向的磁场,则导体内部产生与电流和磁场方向都垂直的电场。
2.测量计算方法
当霍尔电场力与洛伦兹力平衡时,霍尔片中载流子不再迁移,霍尔片上下两个平面间会形成霍尔电压,且霍尔电压与电场强度成正比,流过器件的霍尔电流与电子定向运动速度成正比,则
UH=KHISB
其中KH为比例系数,即霍尔元件的灵敏度。
3.不等位电位差可以通过取霍尔电压平均值来消除。
四、实验内容与方法
1、测量未知电阻R0、万用表内阻r
如图1连接线路,取U=4V,R1=2KΩ,测量I1,取下R0,替换为R2,,调节数值使万用表读数与前一致,则R2数值为R0。
如图2连接线路,调节R1=2KΩ,得到I2;调节R1’=3KΩ,得到I3,计算可得r。
2、测量励磁电流、霍尔电流、霍尔电压
如图3连接电路,调节R1=4KΩ,根据等势点,可得励磁电流IM。
如图4连接电路,取R1=200Ω,根据R1和万用表内阻的比例可得霍尔电流IS。
如图5连接电路,将图4和图3连接到一起,取合适的R2值使得万用表读数为0,取R=1Ω此时R两端电压为霍尔电压,使用图6电路图得到电流表示数,计算霍尔电压。