E1a


E1a

Podczas pierwszej serii pomiarowej dokonywaliśmy pomiaru napięcia Halla Uh w zależnosci od natężenia prądu I, dla określonej stałej wartosci indukcji pola magnetycznego B. Do sprawozdania załączone są dwa wykresy napiecia Halla Uh w funkcji natężenia prądu I, dla dwóch różnych wartości induckji pola magnetycznego B1=100 mT oraz B2=200 mT.

Analizując oba wykresy oraz równanie postaci:

Uh=Rh(IBd/S) (1)

Można wywnioskować, że napięcie Halla Uh zależy liniowo od natężenia prądu I (wprost proporcjonalnie). Ze względu na dużą czułość potencjometru do zmiany natężenia prądu I na naszkicowanych wykresach nie jest to dobrze widoczne, ale wynika z równania teoretycznego (1). Dopiero po narysowaniu na wykresie prostej, otrzymanej po wyznaczeniu współczynników kierunkowych jest to bardzo dobrze widoczne.

Korzystając z metody najmniejszej sumy kwadratów wyznaczamy stałą Halla Rh oraz współczynniki kierunkowe prostych, otrzymanych poprzez naniesienie na wykres danych uzyskanych podczas pomiaru.

Rh1= (0,085 ± 0,017) m3/C

Rh2= (0,084 ± 0,020) m3/C

a1= (0,85 ± 0,019) V/A

a2= (1,68 ± 0,034) V/A

Uzyskana stała Halla Rh prowadzi nas do kilku wniosków. Możemy uznać, że nasz badany materiał jest półprzewodnikiem. Kolejny wniosek jest taki iż nośnikami naszych ładunków sa dziury. Tak więc próbka germanu która służyła nam do badań jest typu p. Po analizie otrzymanych wyników pomiarów oraz stałej Halla, można stwierdzić, że wartości napięcia Halla wzrosły prawie dwukrotnie przy zwiększeniu induckji pola magnetycznego ze 100 do 200 mT. Zwiększenie induckji pola magnetycznego miało również wpływ na współczynniki prostych Uh=f(I1) oraz Uh=f(I2). Co wynika również z równania teorytycznego:

a=Rh(Bd/S)


W czasie drugiej serii pomiarowej dokonywalismy pomiaru napięcia Halla w funkcji induckji pola magnetycznego, przy stałym natężeniu prądu. Podobnie jak podczas pierwszej serii pomiarowej wykonywaliśmy pomiaru dla dwóch wartości natężenia prądu I1=10 mA oraz I2=30 mA.

Podobnie jak to miało miejsce z natężeniem tak i przypadku zmiennej indukcji pola magnetycznego mamy do czynienia z liniowym wzrostem napięcia Halla Uh. Tak wiec napięcie Halla zależy liniowo od induckji pola magnetycznego. Co wynika także z równania:

Uh=Rh(IBd/S) (1)

Korzystając z metody najmniejszej sumy kwadratów wyznaczamy stałą Halla Rh oraz współczynniki kierunkowe prostych, otrzymanych poprzez naniesienie na wykres danych uzyskanych podczas pomiaru.

Rh3= (0,101 ± 0,014) m3/C

Rh4= (0,096 ± 0,018) m3/C

a3= (0,101 ± 0,023) V/T

a4= (0,29 ± 0,008) V/T

Uzyskana stała Halla Rh prowadzi nas do kilku wniosków. Możemy uznać, że nasz badany materiał jest półprzewodnikiem. Kolejny wniosek jest taki iż nośnikami naszych ładunków sa dziury. Tak więc próbka germanu która służyła nam do badań jest typu p. Po analizie otrzymanych wyników pomiarów oraz stałej Halla, można stwierdzić że wartości napięcia Halla wzrosły prawie trzykrotnie przy zwiększeniu induckji pola magnetycznego ze 10 do 30 mA. Zwiększenie natężenia prądu miało również wpływ na współczynniki prostych Uh=f(B1) oraz Uh=f(B2). Co wynika również z równania teorytycznego:

a=Rh(Id/S)


Z wyznaczonej stałej Halla Rh, obliczamy koncentracje nośników ładunku. Koncentrację obliczmy ze wzoru. Z wyznaczonych stałych Rh oraz błedu wyznaczenia stałej Halla wynika, iż zmiana stałej mieści się w granicach błedu. Z tego wynika iż możemy tą stałą uśrednić i wyciągnąć jedną.

Rh= (0.092 ± 0.016) m3/C

Z wyznaczonej stałej Halla możemy teraz policzyć koncentracje nośników pradu. Koncentracje nośników prądu (w tym przypadku nośnikami są dziury, wynika to z dodatniego znaku stałej Halla) obliczamy z przekształconego poniżej wzoru:

Rh=1/pe

p= 1/Rhe

Wartości koncentracji są następujące:

p=(6,95*1019 ± 0,84) m-3

Następnie określamy ruchliwość nośników prądu μ. Wartość wyliczamy ze wzoru:

μ=σ/pe

gdzie σ=l/R0S

l=(2 ± 0.1) 10-2m

S=(1 ± 0.001) * 10-5 m2

R0= 60 Ω

σ=34 Ω-1m-1

Ruchliwoiść nośników prądu wynosi;

μ=(3,1 ± 0,34) m2/Vs

Podsumowując z doświadczenia wynika, że znak napiecia stałej Halla zależy od typu przewodnictwa w próbce. Dzięki stałej Halla możemy obliczyć koncentrację nosników pradu oraz ich przewodnictwo. Wyniki te są mało miarodajne ze względu na dość duża granicę błedu pomiaru. Na badania miało wpływ pole magnetyczne od innych urządzeć. Dokładność pomiaru możnaby również zwiększyć poprzez zmniejszenie grubości próbki. Poza tym jak wspomniałem wcześniej trudno jest ustawić dokładnie wartości natężenia prądu I i tutaj również znajduje się problem związany z błędem pomiaru


Uzyskane wyniki dla Uh=f(I1):

Lp.

B

I

Uh

1

100

0

0

2

100

2

1,5

3

100

4

3,6

4

100

6

4,6

5

100

8

6,9

6

100

10

8,2

7

100

12

10,4

8

100

14

11,4

9

100

16

13,5

10

100

18

15,8

11

100

20

16,4

12

100

22

18,7

13

100

24

20,9

14

100

26

22

15

100

28

24,1

16

100

30

25,4

17

100

32

27,3

18

100

34

28,9

19

100

36

30,7

20

100

38

32,9

21

100

40

33,6

Uzyskane wyniki dla Uh=f(B1):

Lp.

I

B

Uh

1

10

0

0

2

10

50

5,4

3

10

100

10,5

4

10

150

15,5

5

10

200

20,4

6

10

250

24,9

Uzyskane wyniki dla Uh=f(I2):

 

B

I

Uh

1

200

0

0

2

200

2

4,5

3

200

4

6,8

4

200

6

11

5

200

8

15,4

6

200

10

18,8

7

200

12

20,3

8

200

14

22,1

9

200

16

25,1

10

200

18

29,1

11

200

20

32,2

12

200

22

34,1

13

200

24

39,4

14

200

26

40,3

15

200

28

46,4

16

200

30

49,2

17

200

32

53,9

18

200

34

56,2

19

200

36

60,6

20

200

38

67,1

21

200

40

70,8

Uzyskane wyniki dla Uh=f(B2):

Lp.

I

B

Uh

1

30

0

0

2

30

50

15,4

3

30

100

29,6

4

30

150

44,3

5

30

200

58,3

6

30

250

70,9



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
E1, E1a
E1A, fiz lab
sprawozdanie E1a, Fizyka, Laboratoria, Sprawozdania
e1a
E1A ?ekt Halla
E1, E1a., - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
e1a, LABOLATORIUM Z FIZYKI
e1a-sprawozdanie, Budownictwo studia pł, Fizyka-sprawozdanie
E1a ostateczna2, Ćwiczenie E1a
E1A wykresy
E1a moje
E1a, studia, fizyka lab
E1a
akumulator do mitsubishi galant iii e1a 16 glx 20 gls 23 gls
E1a moje
akumulator do mitsubishi galant iii e1a 20 turbo eci 18 turbo

więcej podobnych podstron