大学物理实验系列--霍尔元件磁场测量讲义

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1、霍尔元件测磁场实验目的1.了解霍尔效应产生的机理和霍尔元件的相关知识。2.学会霍尔元件测磁场的方法，测量霍尔电压与相关的物理量之间的关系曲线。3.学习用“对称测量法”消除附加效应的影响。处在磁场中的载流导体或半导体，如果磁场方向和电流方向垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上出现横向电场，这就是霍尔效应。所产生的电场称霍尔电场，相应的电位差称霍尔电压。产生霍尔效应的载流体称霍尔元件。实验原理ISyABXz霍尔电压霍尔元件灵敏度KH霍尔电压UH、霍尔电流IS、磁感应强度B相互垂直。IS、B有一个改变方向，UH的方向随之改变；IS、

2、B同时改变方向时，UH的方向不变。磁感应强度霍尔电流霍尔元件1.电极位置不对称产生的不等势电势差U02.热磁效应直接引起的附加电势差UN以及热磁效应产生的温差引起的附加电势差UR（能斯脱Nernst效应和纪-勒杜克Righi-Leduc效应）3.温差电效应引起的附加电势差UE（厄廷豪森Etinghausen效应）U0、UN、UR可以通过改变IS或B的方向予以消除与霍尔电压UH同时存在的附加电压主要有：附加电压的消除方法保持磁感应强度B和霍尔电流IS大小不变，测量U+B+IS：U1=UH+UE+UR+UN+UO+B，-IS：U2

3、=-UH-UE+UR+UN-UO-B，-IS：U3=UH+UE-UR-UN-UO-B，+IS：U4=-UH-UE-UR-UN+UO霍尔效应实验仪霍尔电流IS的输入和换向开关励磁电流IM的输入和换向开关电压Uσ和霍尔电压UH的测量选择开关电磁铁标尺改变霍尔元件位置旋钮霍尔效应测试仪数字电流表用于励磁电流IM的电源输出数字电压表用于霍尔电流IS的电源输出励磁电流IM调节旋钮霍尔电流IS调节旋钮电流显示选择键电压Uσ霍尔电压UH输入1.测试仪的“IM输出”不能错接到实验仪的“IS输入”或“Uσ、UH输出”（工作电流或霍尔电压）开关上

4、，以防烧坏霍尔元件。2.开机或关机前将测试仪的“IS输出”和“IM输出”旋钮逆时针旋到底，使输出电流趋于零。在调节IS、IM两旋钮时一定要注意切换。3.工作电流IS不要超过2mA。4.实验仪上电磁铁线圈以及霍尔元件上引出的与三个双刀双向开关之间的连线已由厂家接好，不要拆。注意事项实验内容1.用消除附加电压的方法，测霍耳元件的UH—IS曲线。2.用消除附加电压的方法，测电磁铁的励磁特性B—IM曲线。3.测电磁铁的磁场分布B—x和B—y曲线（忽略附加电压）。数据处理方法:作图规则p17谢谢