Sprawozdanie z Fizyki

NUMER ĆWICZENIA: 57

TEMAT: Badanie efektu Halla - pomiar pola magnetycznego hallotronem.

PRZYRZĄDY:

• Elektromagnest EL-01

• Autotransformator

• Zasilacz elektromagnesu ZT-980-4

• Woltomierz cyfrowy V530

• Miliamperomierz LM-1 (klasa 0,5)

• Miliamperomierz LM-3 (klasa 0,5)

• Zasilacz ZT-980-3

• Hallotron

• Przystawka hallotronu

UKŁADY POMIAROWE:

Układ 1. Schemat zasilania elektromagnesu.

Układ 2. Schemat zasilania hallotronu.

TABELE:

Tabela 1. Pomiar U_H=f(B).

Lp.	B [T]	UH [V]	γ	Δγ	δγ [%]	n	Δn	δn [%]
1.	0,10	0,0552	110,4	3,3	3,0%	5,7E+20	4,5E+19	8,0%
2.	0,15	0,0817	108,9	3,2	2,9%	5,7E+20	4,5E+19	7,9%
3.	0,20	0,1146	114,6	3,3	2,9%	5,5E+20	4,3E+19	7,9%
4.	0,25	0,1401	112,1	3,2	2,9%	5,6E+20	4,4E+19	7,9%
5.	0,30	0,1652	110,1	3,2	2,9%	5,7E+20	4,5E+19	7,9%
6.	0,35	0,2000	114,3	3,3	2,9%	5,5E+20	4,3E+19	7,9%
7.	0,40	0,2230	111,5	3,2	2,8%	5,6E+20	4,4E+19	7,8%
8.	0,45	0,2485	110,4	3,1	2,8%	5,7E+20	4,4E+19	7,8%
9.	0,50	0,2765	110,6	3,1	2,8%	5,7E+20	4,4E+19	7,8%

gdzie:

B - indukcja magnetyczna

U_H - napięcie Halla

γ - czułość hallotronu

Δγ - błąd bezwzględny czułości hallotronu

δγ - błąd względny czułości hallotronu

n - koncentracja elektronów swobodnych w płytce

Δn - błąd bezwzględny n

δn - błąd względny n

Tabela 2. Pomiar U_H=f(I_S).

Lp.	IS [mA]	UH [V]	γ	Δγ	δγ [%]	n	Δn	δn [%]
1.	1,0	0,0529	105,8	6,3	6,0%	5,9E+20	6,5E+19	11,0%
2.	1,5	0,0824	109,9	5,1	4,7%	5,7E+20	5,5E+19	9,7%
3.	2,0	0,1104	110,4	4,4	4,0%	5,7E+20	5,1E+19	9,0%
4.	2,5	0,1393	111,4	4,0	3,6%	5,6E+20	4,8E+19	8,6%
5.	3,0	0,1660	110,7	3,7	3,4%	5,6E+20	4,7E+19	8,4%
6.	3,5	0,1956	111,8	3,5	3,2%	5,6E+20	4,6E+19	8,2%
7.	4,0	0,2225	111,3	3,4	3,0%	5,6E+20	4,5E+19	8,0%
8.	4,5	0,2524	112,2	3,3	2,9%	5,6E+20	4,4E+19	7,9%
9.	5,0	0,2773	110,9	3,1	2,8%	5,6E+20	4,4E+19	7,8%

gdzie:

I_S - prąd sterujący hallotronu

reszta j.w.

WYKORZYSTANE WZORY:

PRZYKŁADY OBLICZEŃ:

Przykładowe obliczenia dla pozycji 6 z tab.2:

WYKRESY:

Wykres 1. U_H=f(B)

Wykres 2. U_H=f(I_S)

DYSKUSJA BŁĘDÓW:

Błąd napięcia Halla obliczono korzystając z danych miernika cyfrowego. ΔI_S obliczono znając klasę i zakres przyrządu. Przyjęto, że e, czyli wielkość ładunku elelmentarnego jest wyznaczona nieskończenie dokładnie, stąd δe=0. Pozostałe błędy były podane w instrukcji do ćwiczenia.

WNIOSKI:

Patrząc na otrzymane wykresy łatwo zauważyć, że bardziej poprawny jest wykres U_H=f(I_S), jest on bardziej zbliżony do lini prostej. Pofalowanie drugiego wykresu spowodowane było dodatkowym błędem wywołanym niedokładnym odczytywaniem zależności B=f(I_m) z załączonego do instrukcji wykresu (lub załączony wykres był niedokładnie wykonany). Ogólnie jednak w obu przypadkach otrzymano wyniki zbliżone do stanu faktycznego

---