To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
Instytut Fizyki
SPRAWOZDANIE Z ĆW. NR 57
TEMAT : BADANIE EFEKTU HALLA
Data: Ocena:
WSTĘP
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta ze zjawiskiem Halla przez pomiary charakterystyk hallotronu oraz poznanie niektórych praktycznych zastosowań hallotronów.
Jeżeli płytkę z metalu lub półprzewodnika włączymy do obwodu prądu stałego i umieścimy w polu magnetycznym, którego wektor indukcji B jest prostopadły do powierzchni płytki i do kierunku płynącego prądu elektrycznego, to między punktami A i B wytworzy się różnica potencjałów UH, zwana napięciem Halla. Jak można wytłumaczyć to dziwne zjawisko?
Gdy nośnikami prądu będą elektrony, przez próbkę płynąć będzie prąd i wytworzone zostanie pole elektryczne Ex o kierunku zgodnym z kierunkiem płynącego prądu. Elektrony poruszać się będą natomiast w kierunku przeciwnym polu z prędkością vx. Gdy płytkę umieścimy w polu magnetycznym, na poruszające się elektrony dodatkowo działać będzie siła Lorentza FL, pod której wpływem każdy z płynących elektronów zostanie odchylony od pierwotnego kierunku. Wskutek zmiany toru ruchu elektrony gromadzić się będą na jednej krawędzi płytki, równocześnie zaś powstanie ich niedobór na drugiej krawędzi. Dzięki temu wytworzone zostaje dodatkowe pole elektryczne Ey=UH/a. Zjawisko to trwa do momentu,w w którym działająca na elektrony siła pochodząca od tego pola zrównoważy siłę Lorentza.
Zadania pomiarowe :
Zmierzyć zależność napięcia Halla od indukcji magnetycznej UH = f(B), przy ustalonym prądzie IS = 5 mA zmieniając indukcję B od 0,1 do 0,5 T co 0,05 T. Wykreślić zależność UH = f(B). Obliczyć czułość hallotronu γ.
Zmierzyć zależność napięcia Halla od prądu sterującego hallotron UH = f(IS), przy ustalonej indukcji B = 0,5 T zmieniając natężenie prądu od 1 do 5 mA co 0,5 mA. Wykreślić zależność UH = f(IS). Obliczyć czułość hallotronu γ.
Obliczyć koncentrację elektronów swobodnych w płytce hallotronowej z zależności , gdzie e = 1,6 * 10-19 C; d = 0.1 mm (grubość płytki)
ad 1.)
Przeprowadziłem pomiar napięcia Halla przy stałym natężeniu prądu Is = 5 mA zmieniając wartość indukcji magnetycznej otrzymałem odpowiadające im napięcia Halla. Mając te dane bez problemów obliczyłem czułość hallotronu, która wynosi γ ≅ 0.11
Uh[V]
B [T]
γ
0,0616
0,1
0,12
0,0862
0,15
0,11
(…)
… tego napięcia przy pomocy woltomierza o dużej rezystancji wewnętrznej. W tym wypadku błąd pomiaru wywołany spadkiem napięcia na rezystorze wewnętrznym hallotronu można pominąć ze względu na dużą rezystancję wewnętrzną woltomierza.
Zjawisku Halla może towarzyszyć wiele innych zjawisk fizycznych, które mogą mieć wpływ na wartość mierzonego napięcia Halla. Jednym z nich jest zjawisko asymetrii pierwotnej. Wynika…
… mają szerokie zastosowanie przy pomiarze różnych elektrycznych i nieelektrycznych wielkości fizycznych, takich jak indukcja magnetyczna, moc, napięcie, iloczyn dwóch dowolnych wielkości elektrycznych przetworzonych na napięcie itp.
1. Ćw. 57 - Efekt Halla - Michał Mosiądz
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)