Nr ćw. 224 |
Data 14.11.02 |
Paweł Nowak |
Wydział FT |
Semestr III |
Grupa 5 |
Dr Andrzej Jarosz
|
Przygotowanie |
Wykonanie |
Ocena |
Wyznaczanie indukcji magnetycznej za pomocą hallotronu.
Badanie zjawiska Halla.
Tabela pomiarów.
Hallotron wzorcowy.
γ =0,348 [V/(A*T)] - czułość hallotronu;
I [A] |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,5 |
1,9 |
|
V[V] |
- * |
0,037 |
0,085 |
0,135 |
0,175 |
0,215 |
|
+ |
-0,065 |
-0,116 |
-0,167 |
-0,206 |
-0,246 |
(*) znak określający kierunek przepływu prądu
I - natężenie prądu płynącego przez elektromagnes;
V - napięcie prądu poprzecznego;
Ix = 12 [mA] = const. - natężenie prądu sterującego, dla którego będę wykonywał obliczenia;
Hallotron badany
d = 2 * 10-6 [m] - grubość hallotronu;
b = 1*10-3 [m] - długość hallotronu;
a = 3 * 10-3 [m];
Ix [mA] |
4,5 |
6 |
7 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
V[V] |
- |
-0,0417 |
-0,0584 |
-0,0675 |
-0,0807 |
-0,0984 |
-0,1167 |
-0,1358 |
|
+ |
0,0357 |
0,0464 |
0,0535 |
0,0665 |
0,0774 |
0,0926 |
0,1087 |
Ix - natężenie prądu sterującego;
V - napięcie prądu poprzecznego;
I = 0,4 [A] = const. - natężenie prądu płynącego przez elektromagnes, dla którego będę wykonywał dalsze obliczenia.
Obliczenia.
Obliczam napięcie Halla VH.
VH obliczam ze wzoru:
;
[V];
ΔVH = 0,0001 [V];
Obliczam indukcję Bz korzystając z obliczonych wartości VH i czułości wzorcowego hallotronu.
[T];
[T]
Błąd indukcji obliczam z różniczki zupełnej:
[T]
Obliczam czułość badanego hallotronu dla stałej indukcji Bz = 12,21 [T].
[V/(A*T)]
[V/(A*T)]
Obliczam wartość średnią γ' dla różnych wartości Ix, a za błąd przyjmuję odchylenie standardowe średniej arytmetycznej wartości złożonej.
[V/(A*T)]
Obliczam stałą Halla
[m3/C]
[m3/C]
błąd stałej Halla obliczam za pomocą różniczki zupełnej.
, gdzie
= 0.
[m3/C]
Obliczam koncentracje nośników.
[m-3], gdzie „e” oznacza ładunek elektronu(1,602 * 10-19)
[m-3]
Błąd n obliczam z różniczki zupełnej:
[m-3]
Obliczam ruchliwość nośników.
, gdzie R = 100Ω.
Błąd μ obliczam za pomocą różniczki zupełnej:
Tabela wyników.
Hallotron wzorcowy.
I [A] |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1,5 |
1,9 |
VH [V] |
0,051 |
0,1005 |
0,151 |
0,1905 |
0,2305 |
Δ VH [V] |
0,0001 |
0,0001 |
0,0001 |
0,0001 |
0,0001 |
Bz [T] |
12,21 |
24,07 |
36,16 |
45,62 |
55,2 |
Δ Bz [T] |
0,024 |
0,024 |
0,024 |
0,024 |
0,024 |
Halotron badany.
Ix [A] |
0,0045 |
0,006 |
0,007 |
0,008 |
0,01 |
0,012 |
0,014 |
VH [V] |
0,039 |
0,052 |
0,061 |
0,074 |
0,088 |
0,11 |
0,12 |
γ' [V/(AT)] |
0,704 |
0,715 |
0,708 |
0,753 |
0,72 |
0,714 |
0,715 |
[V/(AT)]
RH = (144 ± 4,8) * 10-8 [m3/C]
n = (4,33 ± 0,14) * 1024 [m-3]
μ = (22 ± 0,48) * 10-3 [m2/(Vs)]
Wnioski
Trudno porównać otrzymane pomiary hallotronu badanego z wartościami znajdującymi się w tablicach ze względu na brak znajomości materiału, z którego wykonany był ten hallotron. Rzędy wielkości wskazują na bizmut, ale jest to tylko przypuszczenie. Równie dobrze może być to inny materiał, który nie został umieszczony w tablicach zamieszczonych skrypcie odnośnie tego ćwiczenia.