利用霍尔元件测磁场实验

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1、大学物理实验用霍尔元件测磁场深圳大学物理实验中心霍尔效应在均匀磁场中放一金属板，使板面与磁场方向垂直，在金属薄板中沿着与磁场垂直的方向通电流时，金属薄板的两侧会出现电位差，这一现象被称为霍尔效应。一、实验目的学习用霍尔元件测量长直螺线管的轴向磁场分布了解产生霍尔效应的物理过程学习“对称测量法”消除负效应的影响，测量试样的VH—IS和VH—IＭ曲线确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率二、实验原理OyzxBI1、霍尔电动势２、样品的导电类型P型：空穴导电，在如图条件下，Ｂ点高于ＡN型：电子导电，在如图条件下，A点高于BＡＢv：霍尔电动势：材料的霍尔系数二

2、、实验原理４、霍尔元件的参数（1）迁移率电导率平均漂移速率等位面电压端电流端３、附加电动势电热（爱廷豪森效应）温差（能斯特效应里纪勒杜克效应）不等电位差（零位误差）对称测量法消除副效应通过改变磁场的方向或改变霍尔电流的方向，即分别测量四组不同方向的Is和B组合的VAA’，然后求平均+B，+IVAA’=V1:V1’+∆V-B，+IVAA’=-V2:-V2’+∆V+B，-IVAA’=-V4:-V4’+∆V-B，-IVAA’=V3:V3’+∆V二、实验原理二、实验原理５、螺线管的磁场R三、实验仪器TH—型测试仪`S螺线管磁场H霍尔效应VH、VO(mv)IS、I

3、M(A)功能切换SHIS调节IM调节测量选择ISIMVH、VO输入IS输出IM输出杭州天科技术实业有限公司杭州天煌电器设备厂调零++--TH—H霍尔效应实验测试仪三、实验仪器TH—H霍尔效应实验组合仪Is换向IM换向VHIs输入IM输入电磁铁样品样品架xy调节VH输出实验连线图四、实验内容与步骤１、测量试样的VH—IS和VH—IＭ曲线，确定样品的导电类型、载流子浓度以及迁移率IS/mAV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4/mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is1.001.502.002.503.003

4、.504.00（1）实验仪双刀开关倒向“VH”，测试仪功能选择置于“VH”IM=0.6A,测绘VH—IS曲线．四、实验内容与步骤2、保持IS的值不变（IS=3.00mA），测绘曲线VH—IＭ载流子浓度以及迁移率IM/AV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVH=(V1-V2+V3-V4)/4/mV+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.3000.4000.5000.6000.7000.800注意记录电磁铁规格数值k，单位为高斯(Gs/A)或特斯拉(T/A,10kGs/A)，表示线圈通入1A电流产生磁场强度数值，励磁电流IM决定磁场强度的大小

5、：B=kIM四、实验内容与步骤（3）实验仪双刀开关倒向“VO”，测试仪功能选择置于“Vo”在零磁场下，Is=0.2mA,测量Vo．（实验中不测这一项）（４）确定样品的导电类型(不做)，并求RH,四、实验内容与步骤x1x2xV1/mVV2/mVV3/mVV4/mVVHB+B,+Is-B,+Is-B,-Is+B,-Is0.00.00.50.01.00.01.50.00.0注意纪录线圈的霍尔灵敏度KH，单位mV/(mAkGS)仪器特色:折叠尺的应用B=1000VH/(KHIS)２、测量螺线管轴线上磁场分布（IM=0.600A，IS=6.00mA)五、报告要求2

6、、做IM—VH曲线3、做IS—VH曲线4、计算按国际单位计算5、作螺线管轴线上磁场分布曲线1、原始数据抄入正文,正确计算VH和B6、总结实验心得,写出实验结论7、回答教材上的问题.（1）厄廷豪森（Etinghausen）效应引起的电势差由于电子实际上并非以同一速度v沿X轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3的侧面，从而导致3侧面较4侧面集中较多能量高的电子，结果3、4侧面出现温差，产生温差电动势１２３４ＩＢ（２）能斯特（Nernst）效应引起的电势差焊点1、2间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2两点间温度可能不同，于是引起热扩散

7、电流。与霍尔效应类似，该热电流也会在3、4点间形成电势差的方向仅与B的方向有关。七、阅读材料（３）里纪——勒杜克（Righi—Leduc）效应产生的电势差在能斯特效应的热扩散电流的载流子由于速度不同，一样具有厄廷豪森效应，又会在3、4点间形成温差电动势的正负仅与B的方向有关，而与I的方向无关。（4）不等电势效应引起的电势差由于制造上困难及材料的不均匀性，3、4两点实际上不可能在同一条等势线上。因此，即使未加磁场，当I流过时，3、4两点也会出现电势差的正负只与电流方向I有关，而与B的方向无关。