Temat zadania Hallotron Symbol zadania E - 20 I. WSTĘP TEORETYCZNY. 1)POLE MAGNETYCZNE. Przez pole magnetyczne rozumiemy obszar, w którym występują dostrzegalne działania magnetyczne. Łatwo stwierdzić, że działania magnetyczne w magnesie sztabkowym najsilniej występują na końcach sztabki. Działania magnetyczne wykazują wyraźną biegunowość. Działania magnetyczne występują również w próżni. Kierunkiem pola magnetycznego w danym punkcie nazywamy kierunek, w którym w tym punkcie ustawia się igła magnetyczna. Pole magnetyczne możemy otrzymać nie tylko za pomocą trwałych magnesów; przepływowi prądu elektrycznego towarzyszy zawsze powstanie pola magnetycznego. Na rysunkach 1 i 2 przedstawione są przykłady przebiegu linii pola magnetycznego. Rys.1. Przebieg linii pola magnetycznego dokoła pionowego przewodnika z prądem. × Rys.2. Przebieg linii pola magnetycznego dokoła dwóch przewodników z prądem. Duże znaczenie tak praktyczne jak i teoretyczne ma pole tzw. solenoidu. Solenoidem nazywamy spiralę z drutu opływaną przez prąd (rys.3).Spirala taka utworzona jest z drutu o stałej grubości, nawiniętego równomiernie, tak by na jednostkę długości przypadała zawsze ta sama liczba uzwojeń. Zwykle używa się drutu na tyle cienkiego, by każde uzwojenie można było uważać za koło. Jak łatwo można pokazać za pomocą opiłek, pole, magnetyczne we wnętrzu solenoidu jest w przybliżeniu jednorodne, przy czym jednorodność jest tym dokładniejsza, im ciaśniej są nawinięte zwoje oraz im jest ich więcej. We wnętrzu bardzo długiego solenoidu pole jest niemal dokładnie jednorodne. + − S N Rys.3 Solenoid. Solenoid odgrywa w teorii pola magnetycznego podobną rolę, jak kondensator w elektrostatyce, właśnie dlatego, że pozwala wytworzyć pole jednorodne. Przekrój i długość solenoidu nie wywierają wpływu na pole magnetyczne w jego wnętrzu. Chodzi o to, że na zewnątrz długiego solenoidu pole magnetyczne znika tym dokładniej, im dłuższy jest solenoid. 2) EFEKT HALLA. Jeżeli płytkę z metalu lub przewodnika umieścimy w polu magnetycznym prostopadłym do powierzchni płytki (rys.4), a następnie przepuścimy przez nią prąd elektryczny, to pomiędzy punktami A i B wytworzy się różnica potencjałów zwana napięciem Halla. d a → Ex Ey FL Fy Vx → →
(…)
… prostopadłym do
powierzchni płytki (rys.4), a następnie przepuścimy przez nią prąd elektryczny, to pomiędzy
punktami A i B wytworzy się różnica potencjałów zwana napięciem Halla.
D
B
→
Ey
→
Vx
A
→
FL
→
Ex
B
→
Fy
d
I
a
C
Rys.4
Schemat powstania napięcia Halla.
Załóżmy, że nośnikami ładunku są elektrony (co jest słuszne w metalach i półprzewodnikach
typu n). Jeżeli w punktach C i D przyłożymy napięcie…
… zależności indukcji magnetycznej od położenia hallotronu przesuwanego wzdłuż osi
solenoidzie.
B [mT]
1,74
1,72
1,7
1,68
1,66
1,64
1,62
1,6
1,58
1,56
1,54
0
5
10
15
20
25
30
35
40
x [cm]
Tabela 3.
Wyniki pomiarów dla hallotronu przesuwanego wewnątrz układu cewek Helmholtza.
Lp.
x [cm]
U [V]
B [mT]
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
0
2
4
6
7
8
9
0,74
0,74
0,74
0,72
0,67
0,65
0,62
0,270945
0,270945
0,270945
0,229082…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)