用霍尔元件测螺线管磁场

1、用霍尔元件测螺线管磁场用霍尔元件测螺线管磁场 实验目的：实验目的： 1.熟悉霍尔效应的原理。熟悉霍尔效应的原理。 2.了解直螺线管轴上各点磁感应强度的计算了解直螺线管轴上各点磁感应强度的计算及分布曲线。及分布曲线。 3.学习用霍尔元件测量螺线管磁场的方法。学习用霍尔元件测量螺线管磁场的方法。实验仪器实验仪器示意图示意图 实验仪器实物图实验仪器实物图霍尔（霍尔（Edwin.H.Hall , 美美,1855-1938）在研究通有电流的导体在磁场中受力在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时，的情况时，发现在垂直于磁场和电流发现在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势的方向上产生了电动势，这个电磁效，

2、这个电磁效应称为应称为“霍尔效应霍尔效应” 。霍尔效应的示意图霍尔效应的示意图 实验原理实验原理:由静电作用力与洛仑兹力相等由静电作用力与洛仑兹力相等: evBbUeHBIKendIBbvBUSHHecdKH1其中其中:SHHIKUB 因此：因此：由于以下几个原因由于以下几个原因: 霍尔元件本身不很均匀；霍尔元件本身不很均匀；载流子的速度有大有小，所受到的作用力并不载流子的速度有大有小，所受到的作用力并不相等；工作电流引线的焊接点、处的电阻相等；工作电流引线的焊接点、处的电阻不相等；环境温度等不相等；环境温度等,带来附加电压，影响到所带来附加电压，影响到所测磁感应强度的准确性。因此测磁感应强度

3、的准确性。因此采用电流与磁场采用电流与磁场换向的对称测量法换向的对称测量法，在设定电流和磁场的正、，在设定电流和磁场的正、反方向后，依次测量四组不同方向的反方向后，依次测量四组不同方向的Is和和B组组合的合的P、S两点之间的电压，基本上能够把副效两点之间的电压，基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除。应的影响从测量的结果中消除。12341()4HUUUUU实验步骤实验步骤:一：如下图连接线路：一：如下图连接线路：注意：注意：严禁将测试仪的励磁电源严禁将测试仪的励磁电源“输出输出”误接到误接到实验仪的实验仪的“输入输入”或或“输出输出”处，否则一旦通电，处，否则一旦通电，霍尔元件即被烧毁。霍

4、尔元件即被烧毁。 二：将测试仪的二：将测试仪的“Is调节调节”和和“Im调节调节”旋钮旋钮均置均置零位零位，待开机数分钟后若，待开机数分钟后若UH显示不为零，显示不为零，则通过面板左下方小孔的则通过面板左下方小孔的“调零调零”电位器实现电位器实现调零调零。 三：取三：取Is = 8.00 mA， Im = 0.800 A，并在测，并在测试过程中保持不变。调节试过程中保持不变。调节X1和和X2旋钮，测出探旋钮，测出探头离中心位置头离中心位置 X= 14.00- X1-X2的的U1、U2、U3、U4的值，并计算相对应的及值，记入表中。的值，并计算相对应的及值，记入表中。注意：注意：霍尔元件的灵敏度与温度有关，为了防霍尔元件的灵敏度与温度有关，为了防止螺线管因长时间通电而升温，仅止螺线管因长时间通电而升温，仅UH当在读取当在读取值时才可接通，每测定一组数据，在改变值时才可接通，每测定一组数据，在改变X1、X2时，时，务必将务必将Im切断切断。四：画出磁场沿螺线管中心轴的分布图。四：画出磁场沿螺线管中心轴的分布图。 五：用公式五：用公式 和公式和公式 计算螺计算螺线管中心和管边两点处的磁感应强度值，线管中心和管边两点