大学物理仿真实验——霍尔效应

VH?V1?V2?V3?V44

通过对称测量法求得的VH误差很小 二.实验仪器

仪器背部为220V交流电源插座。 仪器面板为三大部分

1、励磁电流IM输出:前面板右侧、三位半数显显示输出电流值IM(A)。 2、霍尔片工作电流IS输出:前面板左侧、三位半数显显示输出电流值IS(mA)。 (以上两组直流恒源只能在规定的负载范围内恒流,与之配套的“测试架”上的负载符合要求。若要作它用时需注意。)

3、霍尔电压VH输入:前面板中部三位半数显表显示输入电压值VH(mV),使用前将两输出端接线柱短路,用调零旋钮调零。

4、三档换向开关分别对励磁电流IM,工作电流IS、霍尔电势VH进行正反向换向控制。 三.按仪器面板上的文字和符号提示将DH4512实验仪与DH4512测试仪正确连接。

1、将DH4512霍尔效应测试仪面板右下方的励磁电流IM的直流恒流输出端(0~0.500A),接DH4512霍尔效应实验仪上的励磁线圈电流IM的输入端(将红接线柱与红接线柱对应相连,黑接线柱与黑接线柱对应相连)。

2、将DH4512霍尔效应测试仪面板左下方供给霍尔元件工作电流IS的直流恒流源(0~5mA)输出端,接DH4512霍尔效应实验仪上霍尔片工作电流IS输入端(将红接线柱与红接线柱对应相连,黑接线柱与黑接线柱对应相连)。

3、DH4512霍尔效应实验仪上霍尔元件的霍尔电压VH输出端,接DH4512霍尔效应测试仪中部下方的霍尔电压输入端。

四.测量霍尔电压VH与工作电流Is的关系

1)先将Is,IM都调零,调节中间的霍尔电压表,使其显示为0mV。

2)将霍尔元件移至线圈中心,调节IM =500mA,调节Is =1.00mA,按表中Is,IM正负情况切换方向,分别测量霍尔电压VH值(V1,V2,V3,V4)填入表中。以后Is每次递增0.50mA,测量各V1,V2,V3,V4值。绘出Is—VH曲线,验证线性关系。 五.测量霍尔电压VH与励磁电流IM的关系 1) 先将Is调节至3.00mA,

2) 调节IM=100、150、200……500mA(间隔为50mA),分别测量霍尔电压VH值填入表中

的值。

3) 根据表中所测得的数据,绘出IM—VH曲线,验证线性关系的范围。 六.测量线圈中磁感应强度B的分布

1)先将IM,Is调零,调节中间的霍尔电压表,使其显示为0mV。 2)将霍尔元件置于线圈中心,调节IM=500mA,调节IS=3.00mA,测量相应的VH。

3)将霍尔元件从中心向边缘移动每隔5mm选一个点测出相应的VH,填入表中。 4)由以上所测VH值,由公式:

VHKIVH=KHISB B=HS

计算出各点的磁感应强度。 四 实验注意事项

1、霍尔电势VH测量的条件是霍尔元件平面与磁感应强度B垂直,此时VH取得最大值,仪器在组装时已调整好,为防止搬运,移动中发生的位移,实验前应将霍尔元件传感器盒移至线圈中心,使其在IM、IS相同时,达到输出VH最大

2、为了不使通电线圈过热而受到损害,或影响测量精度,除在短时间内读取有关数据,通过励磁电流IM外,其余时间最好断开励磁电流开关。

五 实验结果

保持Is=4.50mA不变,测绘Vh-Im曲线

测量当Is正(反)向时,Im正向和反向时Vh的值,如下表: 调节励磁电流IS 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 /mA ISB正正向 向 B反向 ISB正反向 向 B反向 VH /mV VH /mV -1.48 -3.22 -5.01 -6.79 -8.57 0.35 0.40 0.45 -10.33 -12.14 -13.95 -15.74 12.74 14.55 16.34 2.03 3.79 5.59 7.38 9.17 10.93 -3.79 -5.59 -7.38 -9.17 VH/mV -2.03 VH /mV -10.92 -12.74 -14.54 -16.33 12.14 12.44 13.95 14.25 15.74 16.04 1.48 3.22 5.01 6.79 8.57 10.33 绝对值平均值VH 1.76 3.51 5.30 7.08 8.87 10.63 /mV

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