大一物理实验报告答辩霍尔效应及应用设计.ppt

3.在零磁场下（即IM=0），测量VBC（即Vσ）。（IS取0.10，0.20，0.30……1.00mA） 通过回归法可计算出 k3=766.5455 计算载流子浓度n、电导率、迁移率μ与其不确定度: UN 、Uσ、Uμ 主要源于所给霍尔元件尺寸的误差 4.亥姆霍兹线圈单边水平方向磁场分布（IS=3.00mA，IM=0.500A） 5.通电螺线管轴向磁场分布（IM为500mA，Is为3.00mA）） 理论值 测量值 霍尔效应与应用设计 当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应 霍尔效应的应用 在现代汽车上广泛应用的霍尔器件： ABS 系统中的速度传感器 汽车速度表和里程表 液体物理量检测器 发动机转速传感器。 量子领域的霍尔效应 【实验目的】 1．通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔 元件的基本结构； 2．学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、 迁移率等参数的实验方法和技术； 3．学会用“对称测量法”消除副效应所产生的 系统误差的实验方法。 4．学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场 分布。 5. 探究能否用更少的数据完成实验 实验原理 IS VH 一、霍尔效应原理 根据霍尔系数RH可进一步确定以下参数 载流子浓度 电导率 迁移率 二、实验中的副效应及其消除方法 （1）不等势电压降V0 （2）爱廷豪森效应—热电效应引起的附加电压VE （3）能斯托效应—热磁效应直接引起的附加电压VN （4）里纪—勒杜克效应—热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL 0 非大电流，非强磁场下，VH＞＞ VE，因此VE可略而不计 三、利用霍尔效应原理测量磁场 利用霍尔效应测量磁场是霍尔效应原理的典型应用。 若已知材料的霍尔系数RH，通过测量霍尔电压VH，即可测得磁场。其关系式是 四、长直通电螺线管轴线上磁感应强度 根据毕奥-萨伐尔定律，对于长度为2L,匝数为N,半径为R的螺线管离开中心点x处的磁感应强度为 实验内容 1.测量霍耳电压与工作电流，记录数据测绘VH-IS曲线 恒定磁场，保持励磁电流IM=0.50A，调整工作电流IS,记录数据 根据数据画出VH-IS曲线， 通过回归法可计算出k1=2.0123 VH-IS曲线 2.测量霍耳电压与励磁电流IM，记录数据测绘VH-IM曲线 恒定磁场，保持工作电流IS=3..00mA，调整励磁电流IM,记录数据 根据数据画出VH-IM曲线， 通过回归法可计算出k2=12.0725 VH-IM曲线 可得到 与仪器标注178 mV/mA·T相差不大 计算KH的不确定度 由于实验没有对同一数据进行多次测量取平均值，没有A类不确定度，B类不确定度源于仪器的测量误差，已知仪器的测量准确度为0.5%，取均匀分布 r r r 0.0005775 mV/mA·T