Эффект Холла
Изучение эффекта Холла в металлах и применение для измерения индукции магнитного поля соленоида датчика Холла. Измерение постоянной Холла и определение концентрации электронов в металле. Расчет погрешности, зависимость магнитной индукции от силы тока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.07.2020 |
| Размер файла | 387,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Цель работы: изучение эффекта Холла в металлах и применение для измерения индукции магнитного поля соленоида датчика Холла; измерение постоянной Холла и определение концентрации электронов в металле.
Ход работы
Задание 1.
Собрали установку по заданной схеме.
Настроили приборы и поставили датчик Холла в среднее положение.
Заполнили таблицу полученными измерениями.
|
Сила тока I, А |
Разность потенциалов е, В |
Индукция магнитного поля В, Тл |
Постоянная Холла К, м3/Кл |
|
|
0,3 |
0,06 |
0,006095066 |
2,78914126 |
|
|
0,4 |
0,08 |
0,008126755 |
2,09185594 |
|
|
0,5 |
0,099 |
0,010158443 |
1,65674991 |
|
|
0,6 |
0,119 |
0,012190132 |
1,38294921 |
|
|
0,7 |
0,137 |
0,014221821 |
1,16973169 |
|
|
0,8 |
0,155 |
0,016253509 |
1,01324272 |
|
|
0,9 |
0,174 |
0,018285198 |
0,89872329 |
|
|
1 |
0,192 |
0,020316887 |
0,80327268 |
|
|
1,1 |
0,211 |
0,022348575 |
0,72955637 |
|
|
1,2 |
0,23 |
0,024380264 |
0,66823176 |
|
|
1,27 |
0,243 |
0,025802446 |
0,63031929 |
По формуле вычислили значение индукции магнитного поля и занесли данные в таблицу.
Вычислили значение постоянной Холла для каждого значения индукции магнитного поля и нашли среднее значение постоянной.
Рис. 1 - График зависимости. B(I)
U(B)
Рис. 2 - График зависимости. B(I)
Задание 2.
|
Const Сила тока I, А |
Дx, см |
Разность потенциалов е, В |
Магнитная индукция поля В, мТл |
|
|
0,7 |
10 |
0,04 |
4,45 |
|
|
9 |
0,05 |
5,5 |
||
|
8 |
0,07 |
7,11 |
||
|
7 |
0,094 |
9,8 |
||
|
6 |
0,112 |
11,3 |
||
|
5 |
0,124 |
12,7 |
||
|
4 |
0,13 |
13,4 |
||
|
3 |
0,134 |
13,9 |
||
|
2 |
0,136 |
14,112 |
||
|
1 |
0,138 |
14,322 |
||
|
0 |
0,137 |
14,222 |
||
|
-1 |
0,14 |
14,52 |
||
|
-2 |
0,14 |
14,52 |
||
|
-3 |
0,138 |
14,322 |
||
|
-4 |
0,136 |
14,112 |
||
|
-5 |
0,134 |
13,9 |
||
|
-6 |
0,126 |
12,78 |
||
|
-7 |
0,116 |
11,52 |
||
|
-8 |
0,1 |
10,158 |
||
|
-9 |
0,078 |
7,85 |
||
|
-10 |
0,054 |
5,72 |
Для заданной силы тока I = 0.7 А изменили положение датчика Холла, измерили разность потенциалов, вычислили магнитную индукцию и занесли данные в таблицу.
Рис. 3 - График зависимости В(Дx)
Для заданной силы тока I = 1.0 А изменили положение датчика Холла, измерили разность потенциалов, вычислили магнитную индукцию и занесли данные в таблицу.
|
Const Сила тока I, А |
Дx, см |
Разность потенциалов е, В |
Магнитная индукция поля В, мТл |
|
|
1 |
10 |
0,056 |
6,095 |
|
|
9 |
0,07 |
7,1 |
||
|
8 |
0,098 |
10,158 |
||
|
7 |
0,132 |
13,4 |
||
|
6 |
0,156 |
16,254 |
||
|
5 |
0,172 |
18,285 |
||
|
4 |
0,182 |
19,55 |
||
|
3 |
0,188 |
19,85 |
||
|
2 |
0,192 |
20,317 |
||
|
1 |
0,194 |
20,7 |
||
|
0 |
0,192 |
20,317 |
||
|
-1 |
0,196 |
20,65 |
||
|
-2 |
0,194 |
20,7 |
||
|
-3 |
0,192 |
20,317 |
||
|
-4 |
0,19 |
20,1 |
||
|
-5 |
0,186 |
19,95 |
||
|
-6 |
0,178 |
18,52 |
||
|
-7 |
0,162 |
16,59 |
||
|
-8 |
0,138 |
14,222 |
||
|
-9 |
0,108 |
11,7 |
||
|
-10 |
0,076 |
7,98 |
Рис. 4 - График зависимости В(Дx)
Рис. 5 - График зависимости
Расчет погрешности
Зависимость магнитной индукции B от силы тока I представляется в виде
Y = A*X,
где X = I, Y = B, а A находится по формуле Подставив в качестве значений Xi и Yi значения В и I, находим что A=20,31686366 Узнав коэффициент A, подставляем значения силы тока из таблицы задания 1, вычисляем значения магнитной индукции и строим график.
Для вычисления погрешности косвенного измерения постоянной Холла используем формулу
где ДU - погрешность мультиметра (=0,001 В), ДI - погрешность мультиметра (=0,001 А), а ДB вычисляется по формуле: тогда получаем ДB = 20,32 * 10-6 Тл. Подставляем в формулу известные погрешности и берем значения I = 0,3 A, U = 0,06 B, B = 0,00609 Тл.
Вывод
холл магнитный поле датчик
В ходе выполнения лабораторной работы мы изучили эффект Холла в металлах, применили датчик Холла для измерения индукции магнитного поля соленоида, а так же измерили постоянную Холла.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории. Эффект Холла в ферромагнетиках и полупроводниках. Датчик ЭДС Холла. Угол Холла. Постоянная Холла. Измерение эффекта Холла. Эффект Холла при примесной и собственной проводимости.
курсовая работа [404,9 K], добавлен 06.02.2007Геометрия эксперимента по наблюдению эффекта Холла. Идеальный датчик Холла, свойства и технология изготовления. Внутренняя схема линейного датчика Холла и график его характеристики преобразования. Конструкции датчиков тока. Расходомер, принцип действия.
курсовая работа [998,0 K], добавлен 18.05.2012Значение дробного квантового эффекта Холла для исследований в области физики твердого тела и квантовой электродинамики. Двумерный электронный газ и его свойства. Причины возникновения эффекта Холла. Электроны и кванты потока, композиционные частицы.
реферат [843,4 K], добавлен 01.12.2014Циркуляция вектора магнитной индукции. Магнитное поле соленоида и тороида. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Эффект Холла. Использование свойства скалярного произведения векторов. Теорема Гаусса. Определение работы силы Ампера.
презентация [2,4 M], добавлен 14.03.2016Модуль силы Ампера. Сила взаимодействия двух параллельных токов. Вращающий момент, действующий в однородном магнитном поле на контур с током. Анализ процесса поступательного перемещения рамки. Примеры использования эффекта Холла, значения постоянной.
лекция [349,5 K], добавлен 24.09.2013Вывод закона Ампера, формы его записи. Сила взаимодействия параллельных токов. Контур с током в однородном магнитном поле. Сущность эффекта Холла и примеры его использования. Расчет поперечной холловской разности потенциалов. Действие силы Лоренца.
презентация [478,2 K], добавлен 19.05.2016Суть гальваномагнитных явлений в полупроводниковых материалах. Эффекты Холла, Эттингсгаузена и Нернста. Закономерности, структура и химическая связь соединений типа АIIIВV. Изопериодные гетероструктуры. Подвижность носителей заряда в полупроводниках.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 09.12.2010Сущность индуктивно-частотного метода измерения магнитной восприимчивости и принцип работы установки "Эталон-1Б". Разработка программного обеспечения для автоматической записи кривых восприимчивости. Калибровка датчика магнитного поля на эффекте Холла.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 18.06.2015Общие понятия, история открытия электромагнитной индукции. Коэффициент пропорциональности в законе электромагнитной индукции. Изменение магнитного потока на примере прибора Ленца. Индуктивность соленоида, расчет плотности энергии магнитного поля.
лекция [322,3 K], добавлен 10.10.2011Понятие и основные свойства магнитного поля, изучение замкнутого контура с током в магнитном поле. Параметры и определение направления вектора и линий магнитной индукции. Биография и научная деятельность Андре Мари Ампера, открытие им силы Ампера.
контрольная работа [31,4 K], добавлен 05.01.2010
