答辯-大學普物實驗-霍爾效應與應用設計(編輯修改稿)
2025-02-17 13:42 本頁面
【文章內容簡介】 容易得到，當 d=R (亥姆霍茲線圈 )時，中心處磁場最均勻 ,幾為直線。 在本實驗中為勵磁線圈。 13 實驗原理與實驗方法 1.5 長直通電螺線管軸線上磁感應強度 根據畢奧 薩伐爾定律，對于長度為 2L,匝數為 N,半徑為 R的螺線管離開中心點 x處的磁感應強度為 其中 為真空磁導率； n=N/2L為單位長度的匝數，對于“無限長”螺線管 ,LR 所以 B= nI ? ?? ? ? ?? ? ????????????????2122212202 LxRLxLxRLxnIB ?0μ0μ14 實驗原理與實驗方法 1.6 操作方法若干 讀數方法 不難發(fā)現很多時候由于模擬調節(jié)器件局限，常出現一個 IS對應 V1之類，此時可以從兩邊分別調節(jié)，并去兩次讀數平均值。（時間不宜過長以免溫度過高，副效應增強）。 實驗時間的把握 可以發(fā)現同一情況，儀器開機時間不同，讀數不同，主因是電流熱效應引起霍爾元件溫度上升及相關熱效應?？梢岳缤ㄟ^每 10分鐘關機散熱 2分鐘的方法減輕。 幾何尺寸的確定 霍爾元件有厚度造成認定的霍爾元件位于中心與實際中心有2mm左右誤差。分別取兩面為基準加以修正。 取樣點的調整及其影響 由于某些地方特性特別重要：增加該段組距； 量程限制：取允許的最近一組，并注意何時達到該點。 電流值（ A ） 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5中心磁感應強度（ mT ） 2 . 2 5 4 . 5 0 6 . 7 5 9 . 0 0 1 1 .2 515 實驗器材與實驗步驟 2.1 實驗儀器及其規(guī)格參數 DH4512型霍爾效應實驗架 二個勵磁線圈：線圈匝數 1400匝 (單個 )；有效直徑 72mm；二線圈中心間距 52mm 電流與磁感應強度對應表 (雙個線圈通電 )： B=（ mT） 移動尺裝置：橫向移動距離 70mm，縱向移動距離 25mm，距離分辨率 。 測試樣品類型及尺寸： 霍爾片類型： N型砷化鎵半導體 樣品尺寸：厚度 寬度 B、 C電極間距 ? ?mmd ??? ?cmb ?? ? ?cml ?? lbd16 實驗器材與實驗步驟 2.1 實驗儀器及其規(guī)格參數 DH4512型霍爾效應螺線管實驗架 線圈匝數 1800匝 ,有效長度 181mm，等效半徑 21mm。 移動尺裝置：橫向移動距離 235mm，縱向移動距離 20mm，距離分辨率 霍爾效應片類型： N型砷化鎵半導體 厚度為 ，寬度為 ，長度為 。 DH4512型霍爾效應測試儀 DH4512型霍爾效應測試儀主要由 0～ 、 0～ 3mA恒流源及 20mV量程三位半電壓表組成： a)霍爾工作電流用恒流源 ：工作電壓 24V，最大輸出電流3mA， 3位半數字顯示，輸出電流準確度為 %。 b)磁場勵磁電流用恒流源 ：工作電壓 24V，最大輸出電流， 3位半數字顯示，輸出電流準確度為 %。 c)霍爾電壓測量用直流電壓表： ,3位半 LED顯示，分辨率 10μV, 測量準確度為 % SIMI17 實驗器材與實驗步驟 2.2 注意事項 注意事項 ，切不可將 IM電流接到樣品電流上去，否則有可能燒壞樣品！ ，設法消除其對測量結果的影響。 ，否則線圈發(fā)熱，亦會影響測量結果。 ，為了減少其自身發(fā)熱對測量影響，實驗時工作電流不允許超過其額定值，（建議使用值：） 。 18 實驗器材與實驗步驟 2.3 實驗步驟 1. 恒定磁場，保持 IM不變（可取 IM=），測繪 VH－ IS曲線（ IS取 ， ,， …… ） 2. 恒定工作電流，保持 IS不變（取 IS=），測繪 VH－IM曲線（ IM取 ， ， ……， ）。 （即 IM=0），測量 VBC（即 ）。（ IS取 ， ……1..00mA）。 （測試條件IS=， IM=），測量點不得少于八點（不等步長），以線圈中心連線中點為零點位置，作 B—X分布曲線。
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