105400

LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ

TEMAT : POMIAR INDUKCJI MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ FLUKSOMETRU. BADANIE EFEKTU HALLA.

1. OPIS TEORETYCZNY.

1. POMIAR INDUKCJI MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ FLUKSOMETRU.

Jedną z często stosowanych metod pomiaru pola magnetycznego jest metoda, w której w badanym polu umie szczamy cewkę pomiarową C _s zwaną sondą bądź czujnikiem, połączoną

z galwanometrem specjalni go typu. W cewce pomiarowej pod wpływem wywołanej przez nas w jakiś sposób zmiany strumienia magnetycznego powstaje impuls prądu indukcyjnego, powodujący wychylenie galwanometru. W opisywanej metodzie do pomiaru stosuje się galwanometry specjalnego typu : galwanometr balistyczny o dużym momencie bezwładności systemu ruchomego, albo galwanometr pełzny, zwany też strumieniomierzem bądź fluksometrem. Wychylenia galwanometrów obydwu typów są proporcjonalne nie do natężenia prądu, ale do ładunku, który przepłynął przez uzwojenie cewki galwano metru.

Fluksometr jest galwanometrem bez momentu zwrotnego. Gdynie płynie prąd przez uzwojenie cewki zajmuje ona dowolne położenie wokół osi obrotu. Do sprowadzęnia cewki w dowolne położenie zerowe dużą specjalne urządzenia mechaniczne bądź elektryczne, obracające ruchomy system fluksometru. Fluksometr pracuje przy małej rezystancji obwodu cewki Rg+R, a zatem przy dużym tłumieniu elektromagnetycznym    Pod wpłyv*m tego

duzeg o tłumie nia ruch cewki bywa w bardzo krótkim czasie zahamowany.

Wychylenie fluksometru jest proporcjonalne do zmiany strumienia magnetycznego, przemlającego przez uzwojenie cewki pomiarowej. Fluksometru są bezpośrednio wry: echowane w jednostkach strumienia indukji magnetycznej Wb.

2.    EFEKT HALLA.

Jeżeli płytkę z metalu lub półprzewrodnika włączymy w obwród [prądu stałego i umieścimy w polu magnetycznym, którego wektor indukcji B jest prostopadły do powńerzchm płytki i do kierunku płynącego prądu elektrycznego, to między punktami ra bocznych powierzchniach płytki wytworzy się różnica potencjałów Upj, zwiana napięciem Halla.

Załóżmy, że nośnikami prądu są elektrony. Jeżeli do płytki przyłożymy napięcie, to w razie braku pola magnetycznego przez próbkę będzie płynął prąd o natężeniu I. Wytworzone w próbce pole elektryczne o natężeniu E_x będzie skierowane zgodnie z kierunkiem płyrącego

prądu, natomiast elektrony poruszać się będą w kierunku przeciwmym polu z prędkością v_x.

Gęstość prądu płynącego przez płytkę określona jest wraorem

j = env_x

Natężenie prądu I można określić jako iloczyn gęstości prądu i powierzchni S prostopadłej do kierunku wrektora gęstości prądu j, zatem

I = e n v_x S.

W obecności pola magnetycznego o indukcji B, na elektrony poruszające się w tym polu z prędkością działa siła Lorentza

^FL⁼-^e bc^xB)