![]() | Pobierz cały dokument sprawozdanie.57c.mechanika.i.budowa.maszyn.pwr.doc Rozmiar 189 KB |
Marlena Orlińska 10.12.09.r.
Wydział: IZ
Nr albumu: 179110
Ćwiczenie nr 57 C
Badanie efektu Halla.
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskiem Halla przez wyznaczanie zależności napięcia Halla od prądu sterującego Uh=f(Is).
Celem jest także wyznaczenie czułości hallotronu oraz koncentracji elektronów swobodnych.
I. Wstęp teoretyczny:
Jeżeli płytkę hallotronu włączymy w obwód prądu stałego IS i umieścimy w polu magnetycznym, którego wektor indukcji B jest prostopadły do kierunku płytki i do kierunku płynącego prądu elektrycznego, to między punktami A i B wytworzy się różnica potencjałów UH, zwana napięciem Halla.
Napięcie to powstaje w wyniku odchylenia elektronów poruszających się wzdłuż hallotronu, co spowodowane jest działającą na nie siłą Lorentza:
W skutek zakrzywienia toru elektrony gromadzą się na jednej krawędzi płytki. Dzięki temu w płytce powstaje jednorodne pole elektryczne o natężeniu E. Pole to działa na elektrony z siłą:
Gromadzenie elektronów na krawędzi płytki trwa dopóki FL > FE.
Dla warunków równowagi FL = FE napięcie Halla wyraża się wzorem:
Z tego wzoru można również bezpośrednio wyznaczyć czułość hallotronu. Natomiast koncentracje elektronów będzie można wyznaczyć ze wzoru:
II . Część doświadczalna:
Klasa miernika: Woltomierz (zakres 100 [mV], 0,05%rdg±0,01%pełnej skali), Amperomierz (klasa miernika 0,5 [mA], zakres 7,5 [mA] oraz 15 [mA])
Wartości podane w ćwiczeniu:
B0 [T] |
∆B0 [T] |
∆B0/B0 |
d [m] |
∆d [m] |
∆d/d |
e [C] |
0,500 |
0,050 |
0,1000 |
2,0∙10-6 |
0,1∙10-6 |
0,0500 |
1,6∙10-19 |
Wykonany został pomiar dla najmniejszego napięcia Halla UH=0,00 [V], przy którym kąt przyjął wartość α0=255 [°] oraz został wykonany pomiar dla największego napięcia Halla UH=0,1647 [V], przy którym kąt przyjął wartość α=345 [°].
Kąty, różnica między kątami oraz sinus ich różnicy, które będą potrzebne do obliczeń, zostały zamieszczone w tabeli poniżej:
α [°] |
∆α [°] |
∆α/α |
α0 [°] |
∆α0 [°] |
∆α0/α0 |
α - α0 |
sin(α - α0) |
345 |
5 |
0,0145 |
255 |
5 |
0,0196 |
90 |
1 |
Pomiar 1 (dla napięcia Halla, bez uwzględnienia asymetrii pierwotnej):
Wyznaczanie zależności UH = f(IS).
![]() | Pobierz cały dokument sprawozdanie.57c.mechanika.i.budowa.maszyn.pwr.doc rozmiar 189 KB |