物理实验中心 霍尔效应法测量磁场
霍尔效应法测量磁场
主要内容 实验简介 预备知识 设计思路 操作指南 基本要求
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实验简介 霍尔效应是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔 1879年研究教流导体在磁场中受力的性质时发现的。 根据置尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、 自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。 返回目录页
实验简介 霍尔效应是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔 1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、 自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。 返回目录页
预备知识 ·霍尔效应 霍尔元件中的附加效应 返回目录页
预备知识 返回目录页 •霍尔元件中的附加效应 •霍尔效应
霞尔效应 当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于 磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的 现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔 电压)。 霍尔效应原理示意图参考教材
霍尔效应 当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于 磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的 现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔 电压）。 霍尔效应原理示意图参考教材
尔效应 霍尔电压U与电流和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： IB VH =RH d 式中R为霍尔系数，它与载流子浓度和载流子电 量q的关系： 1 R= ng 若令霍尔灵敏度Kn-Rn/d,则U1=KHIB 返回
霍尔效应 返回 霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： d IB VH = RH 式中RH为霍尔系数，它与载流子浓度n和载流子电 量q的关系： nq RH 1 = 若令霍尔灵敏度KH=RH/d，则 UH = KH IB
霞尔元件中的附加效应 在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压：不等位电势、厄廷毫森效应、能 斯特效应和里纪勒杜克效应，它们相应的电压的 正负与工作电流和磁感应强度B的方向有关。（详 细内容见教材) 返回
霍尔元件中的附加效应 在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压：不等位电势、厄廷毫森效应、能 斯特效应和里纪-勒杜克效应，它们相应的电压的 正负与工作电流I和磁感应强度B的方向有关。(详 细内容见教材) 返回
操作指南 实验装置 操作要点 返回目录页
操作指南 返回目录页 • 实验装置 • 操作要点
实险装置 KH值 霍尔元 K 励磁线 励磁电 蜂 工作电 测量电 路 一路 返回
实验装置 励磁线 圈 KH值 测量电 路 励磁电 路 工作电 路 霍尔元 件 返回
操作要点 1.按装置连接电路。励磁电流调至500mA,工作电 流变化范围是0~19mA。 2.将霍尔元件调至电磁铁气隙内的中心位置，改变 电源输出电压及电阻箱电阻，使工作电流为10mA, 测量U1(注意：K1、K2均倒向下方，工作电流和励 磁电流为正，反之为负)。 3.分别改变K1K2方向，测量U2、U3和U4。 4.计算霍尔电压UH 返互
操作要点 1. 按装置连接电路。励磁电流调至500mA,工作电 流变化范 围是0~19mA。 2. 将霍尔元件调至电磁铁气隙内的中心位置，改变 电源输出电压及电阻箱电阻，使工作电流为10mA， 测量U1 (注意：K1、K2均倒向下方，工作电流和励 磁电流为正，反之为负）。 3. 分别改变K1、K2方向，测量U2、U3和U4。 4. 计算霍尔电压UH。 返回