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用霍爾效應(yīng)法測空間磁場的分布
資源天下 2013/12/22 8:59:03
摘要：霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這個電勢差就被叫做霍爾電勢差。對于一個已知霍爾系數(shù)的導(dǎo)體，通過一個已知方向、大小的電流，同時測出該導(dǎo)體兩側(cè)的霍爾電勢差的方向與大小，就可以得出該導(dǎo)體所處磁場的方向和大小。
關(guān)鍵詞：霍爾效應(yīng) 霍爾電勢差 霍爾系數(shù) 磁場
一、引言
在磁場中的載流導(dǎo)體上出現(xiàn)橫向電勢差的現(xiàn)象是24歲的研究生霍爾在1879年發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在稱之為霍爾效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)時通過測導(dǎo)體兩端的霍爾電勢差的大小和方向得出磁場的大小及分布情況�；魻栃�(yīng)在應(yīng)用技術(shù)中特別重要，根據(jù)霍爾效應(yīng)做成的霍爾器件，就是以磁場為工作媒體，將物體的運(yùn)動參量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電壓的形式輸出，使之具備傳感和開關(guān)的功能。
二、設(shè)計(jì)原理
霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動的帶電粒子在磁場中受洛倫茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)帶電粒子被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁力方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚集，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場 。
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五、總結(jié)
由于測量電位的兩極位置不在同一等面上而引起的電位差Ｕ為不等位誤差。U的方向隨電流方向而改變,與磁場無關(guān)。另外還有幾個副效應(yīng)引起的附加誤差如溫差效應(yīng)引起的附加電壓 、熱磁效應(yīng)直接引起的附加電壓 、熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差引起的附加電壓 ．由于這些電位差的符號與磁場無關(guān)．因此，在測量時只要改變磁場，電流方向以消除這些附加誤差，故采用對稱測量法以減小誤差．
實(shí)驗(yàn)表明在整個磁場空間中，中間位置磁感強(qiáng)度變化不大，可視為勻強(qiáng)磁場，而磁場空間的兩邊較之中間位置明顯減小，但整體變化不大。這就是整個磁場空間的磁場分布。
六、參考文獻(xiàn)
[1]竺江峰,蘆立娟,魯曉東.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社.2005.9:212—219
[2]陳穎健，量子霍爾效應(yīng) ，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社, 1993
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