To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wydział A , E i I Kierunek A i R
Ćwiczenie laboratoryjne z fizyki:
Zjawisko Halla 1 . Wprowadzenie . Hallotron jest to element półprzewodnikowy , którego działanie oparte jest na zjawisku Halla . Zasadniczą częścią hallotronu jest albo prostopadła płytka ( o powierzchni kilkunastu milimetrów kwadratowych i grubości ok. 0,3 mm) , albo cieńka warstwa półprzewodnika naparowana w próżni na podłożu dielektrycznym . Hallotron ma dwie pary elektrod z których dwie są prądowe , a
dwie napięciowe ( wyjściowe ) . Elementy te są stosowane do pomiarów i regulacji natężenia pola magnetycznego , pomiaru mocy czynnej i biernej , oraz do pomiarów dużych prądów ( ważne jest że pomiar odbywa się bez przerywania obwodu prądowego ) .
Zjawisko Halla związane jest z działaniem siły Lorentza na nośniki ładunku elektrycznego poruszające się w polach elektrycznym i magnetycznym . Prostokątna płytka hallotronu przez którą płynie prąd elektryczny o natężeniu i , jest umieszczona prostopadle do linii sił pola magnetycznego o indukcji B . Na poruszające się ładunki działa siła Lorentza : Siła ta jest przyczyną przesunięcia ładunków do jednej z krawędzi płytki i powstania pola elektrycznego o natężeniu E . Odchylenie ładunków następuje do chwili gdy siła Lorentza zostanie zrównoważona siłą elektrostatyczną : Różnica potencjałów powoduje powstanie napięcia ( zwanego napięciem Halla ) pomiędzy bocznymi ściankami płytki określanego wzorem : b - szerokość płytki
ponieważ u - ruchliwość nośników prądu oraz d - długość płytki
n - koncentracja elektronów
po podstawieniu i uproszczeniu otrzymujemy : stosunek nazywamy stałą Halla .
Widać iż napięcie Halla jest proporcjonalne zarówno do indukcjji magnetycznej jak i do prądu płynącego przez hallotron .
Należy pamiętać iż zjawisku Halla towarzyszy szereg efektów termoelektrycznych i termomagnetycznych mających wpływ na wartość napięcia Halla . Najbardziej istotny wpływ ma tzw. napięcie asymetrii pierwotnej do którego kompensacji stosuje się dołączane do hallotronu potencjometry .
(…)
…
0.1855
24.0
0.22
11.2
0.156
19.0
0.195
26.2
0.231
Dla prądu IS błąd obliczamy według wzoru: 3 . 2 Metodą regresji liniowej obliczamy współczynnik nachylenia charakterystyk
ze wzorów gdzie oraz jego błąd 3 . 2 . 1 Obliczenia
a) Im = 3 A
a = 0,43
b = 0,21 * 10 -3 a = 9,2 * 10 -3 b) Im = 5 A
a = 0,717
b = 0,23 * 10 -3 a = 11,8 * 10 -3 c) Im = 7 A
a = 0,997
b = 0,22 * 10 -3 a = 9,6 * 10 -3 3 . 3 Wyznaczamy…
… . Opis ćwiczenia :
2.1 Układ pomiarowy 2.2 Przebieg ćwiczenia Przy trzech różnych wartościach prądu zasilającego elektromagnes Im
( Im = 3 , 5 , 7 A ) wykonano serię pomiarów napięcia Halla UH dla kolejnych wartości natężenia prądu sterującego IS ( wartość prądu I S zmieniamy 0*26 mA co 2 mA) . Przed odczytem wartości napięcia Halla za każdym razem przy wyłączonym obwodzie cewki nastawiano żądaną…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)