霍尔法测量亥姆霍兹线圈的磁场.ppt

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1、霍尔法测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场中国矿业大学（北京）一、实验目的1.了解霍尔法测量磁场的基本原理。2.掌握仪器使用方法。3.熟练掌握霍尔法测量亥姆霍兹线圈磁场的方法二实验原理一.载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场1.1载流圆线圈磁场一半径为Ｒ，通以电流Ｉ的圆线圈，轴线上磁场的公式为：（1）式中N0为圆线圈的匝数，X为轴上某一点到圆心O的距离。它的分布图如下图1所示。1.2亥姆霍兹线圈1）所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴，使线圈上通以同方向电流I。2）理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径

2、R时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的。它的分布图如下图2所示图1单个圆环线圈磁场分布图2亥姆霍兹线圈磁场分布二、霍尔效应法测磁场2.1霍尔效应法测量原理将通有电流I的导体置于磁场中，则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差EH，电位差UH称为霍尔电压。为霍尔系数当霍尔元件的材料和厚度确定时，设：可得：式中：称为元件的灵敏度当电流I为常数时,有VH=KHIB=k0B，通过测量霍尔电压VH，就可计算出未知磁场强度B。三实验内容1、测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布1

3、接线，使线圈上通以同方向电流I，然后在励磁电流为零的情况下将磁感应强度清零。2调整线圈高度，使O点在测量平面。3调节磁场测量仪的励磁电流调节电位器，使表头显示值为50mＡ,此时毫特计表头应显示一对应的磁感应强度B值。4以亥姆霍兹线圈中心为坐标原点，每隔10.0mm测一磁感应强度B的值，测量过程中注意保持励磁电流值不变。数据记录1.圆电流线圈轴线上磁场分布（找到匀强磁场时两个线圈的间距）将圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录于表1（注意：坐标原点设在圆心处）。表格中包括测点位置X，磁感应强度B值。

4、轴向距离（cm）B(mT)6cm8cm10cm20cm2、测量亥姆霍兹线圈中轴线垂线方向上的磁场的分布1调整线圈距离为11cm，。2每隔1cm测量中轴线垂线方向上的磁场3画出分布曲线3、励磁电流大小对磁场强度的影响将霍尔传感器放在任一位置（注意调整角度，使其有适当的读数）调节励磁电流调节电位器，每增加10mA记下一磁感应强度B的值。励磁电流大小与磁场强度的关系表2励磁电流大小与磁场强度测量的数据励磁电流（mA）3040506070B（mT）