兰州交通大学：《大学物理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）霍尔效应法测量磁场

物理实验中心 霍尔效应法测量磁场

霍尔效应法测量磁场

主要内容 实验简介 预备知识 设计思路 操作指南 基本要求

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实验简介 霍尔效应是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔 1879年研究教流导体在磁场中受力的性质时发现的。 根据置尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、 自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。 返回目录页

实验简介 霍尔效应是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔 1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件， 它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、 自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。 通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物 理原理应用到测量技术中的基本过程。 返回目录页

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预备知识 返回目录页 •霍尔元件中的附加效应 •霍尔效应

霞尔效应 当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于 磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的 现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔 电压)。 霍尔效应原理示意图参考教材

霍尔效应 当电流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于 磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的 现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔 电压）。 霍尔效应原理示意图参考教材

尔效应 霍尔电压U与电流和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： IB VH =RH d 式中R为霍尔系数，它与载流子浓度和载流子电 量q的关系： 1 R= ng 若令霍尔灵敏度Kn-Rn/d,则U1=KHIB 返回

霍尔效应 返回 霍尔电压UH与电流I和磁感应强度B及元件的厚 度d的关系： d IB VH = RH 式中RH为霍尔系数，它与载流子浓度n和载流子电 量q的关系： nq RH 1 = 若令霍尔灵敏度KH=RH/d，则 UH = KH IB

霞尔元件中的附加效应 在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压：不等位电势、厄廷毫森效应、能 斯特效应和里纪勒杜克效应，它们相应的电压的 正负与工作电流和磁感应强度B的方向有关。（详 细内容见教材) 返回

霍尔元件中的附加效应 在霍尔效应建立的同时还会伴有其它附加效 应的产生，在霍尔元件上测得的电压是各种附加 电压叠加的结果。 附加电压：不等位电势、厄廷毫森效应、能 斯特效应和里纪-勒杜克效应，它们相应的电压的 正负与工作电流I和磁感应强度B的方向有关。(详 细内容见教材) 返回

操作指南 实验装置 操作要点 返回目录页

操作指南 返回目录页 • 实验装置 • 操作要点

实险装置 KH值 霍尔元 K 励磁线 励磁电 蜂 工作电 测量电 路 一路 返回

实验装置 励磁线 圈 KH值 测量电 路 励磁电 路 工作电 路 霍尔元 件 返回

操作要点 1.按装置连接电路。励磁电流调至500mA,工作电 流变化范围是0~19mA。 2.将霍尔元件调至电磁铁气隙内的中心位置，改变 电源输出电压及电阻箱电阻，使工作电流为10mA, 测量U1(注意：K1、K2均倒向下方，工作电流和励 磁电流为正，反之为负)。 3.分别改变K1K2方向，测量U2、U3和U4。 4.计算霍尔电压UH 返互

操作要点 1. 按装置连接电路。励磁电流调至500mA,工作电 流变化范 围是0~19mA。 2. 将霍尔元件调至电磁铁气隙内的中心位置，改变 电源输出电压及电阻箱电阻，使工作电流为10mA， 测量U1 (注意：K1、K2均倒向下方，工作电流和励 磁电流为正，反之为负）。 3. 分别改变K1、K2方向，测量U2、U3和U4。 4. 计算霍尔电压UH。 返回