教案2 霍尔元件灵敏度测定及应用

教案2 霍尔元件灵敏度测定及应用

一 目的

1、 进一步了解霍尔效应;

2、 掌握霍尔元件灵敏度及其特性的测量方法。

3、 测定电磁铁磁场特性

二 仪器

VAAH电压测量双路恒流电源,SH500霍尔效应实验装置,MR-1磁阻效应实验装置。

三 原理

1、 霍尔效应及其霍尔灵敏度

将金属片置于磁场中,让磁场垂直通过薄片平面。沿薄片的纵向通以电流,则在薄片的两侧面会出现微弱的电压。这就是霍尔效应,横向产生的电压叫霍尔电压,符号VH。

VH RHIB (1) d

霍尔系数RH=(en)-1=C;n为薄片中载流子的浓度,e为电子带电量,d 为薄片的厚度。

VH=KHIB (2)

KH——霍尔灵敏度,它表示该元件产生霍尔效应的强弱,即在单位磁感应强度B和单位控制电流I时,产生霍尔电压的大小。

2、 电磁铁气隙的磁场

本实验利用电磁铁装置产生一个已知的磁场

B 0NIM

L1 L2 (3)

r

0——真空磁导率;N——励磁线圈的匝数;IM——线圈中的励磁电流;

L1——气隙距离; L2——铁芯磁路平均长度; r——铁芯相对磁导率;

本实验 r =1500

3、 电磁铁气隙中心的磁场系数

R VHB (4) IMKHICHIM

R——中心磁场的磁场系数

四 教学内容

(一) 磁感应强度一定,变化控制电流时霍尔元件灵敏度测定

接好线路,并打开恒流源后面的开关,在一定的ICH,IM值下,调节霍尔元件在气隙里的位置和角度,使霍尔电压VH显示的数值最大为止。

1、 IM=200mA,依次改变:ICH=1.00,2.00,3.00,4.00,5.00,6.00,7.00,8.00,9.00,10.00mA,测量出相应的霍尔电压VH的值。

2、 利用开关k1,k2依次改变IM与ICH电流的方向,记录相应的数值。

3、 用逐差法处理数据。

(二) 控制电流一定,电磁铁气隙中心磁场系数的测定

1、 连接线路,调节霍尔元件在气隙里处于垂直与中心位置。

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