Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej^ we Wrocławiu
Adam Janik	Wydział Elektroniki	kierunek: AIR
data wykonania ćwiczenia: 98-04-3	rok akademicki: 97/98	Ocena: ..........................................................................................
Temat ćwiczenia: Pomiar indukcji magnetycznej za pomocą fluksometru. Badanie efektu Halla.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z jedną z metod pomiaru indukcji magnetycznej stałego pola magnetycznego oraz ze zjawiskiem Halla przez pomiary charakterystyk hallotronu.. Ćwiczenie jest doświadczalną ilustracją zjawiska indukcji elektromagnetycznej i wielu innych zjawisk fizycznych z pogranicza mechaniki i elektrodynamiki.

2. Wykaz przyrządów użytych w doświadczeniu.

• zasilacz TYP ZT-980-4

• zasilacz TYP ZT-980-3

• woltomierz cyfrowy V530

• miliamperomierz LM-1 kl. 0,5

• miliamperomierz LM-3 kl. 0,5

• amperomierz LM-3 kl. 0,5

• fluksometr kl. 2,5

• hallotron

• elektromagnes typ EL-01

• przystawka hallotronu (adapter hallotronu)

• elektromagnes

• autotransformator

• prostownik

3. Pomiar strumienia magnetycznego fluksometrem.

Wyniki pomiarów:

amperomierz LE-3				fluksometr			indukcja magnetyczna
I	zakres	I	δI			δ	B	B	δB
[A]	[A]			[mWb]	[mWb]	[%]	[T]		
0,5	0,75	0,004	0,8	1,3	0,5	38	6,9	2,8	40
1	1,5	0,008	0,8	2,5	0,5	20	13,3	2,9	22
1,5	1,5	0,008	0,5	3,7	0,5	14	19,7	3,2	16
2	3	0,02	1	4,8	0,5	10	25,5	3,1	12
2,5	3	0,02	0,8	5,8	0,5	9	30,9	3,4	11
3	3	0,02	0,7	6,7	0,5	7	35,6	3,2	9
3,5	7,5	0,04	1,1	7,4	0,5	7	39,4	3,5	9
4	7,5	0,04	1	8,0	0,5	6	42,6	3,4	8

- po zmianie polaryzacji:

amperomierz LE-3				fluksometr			indukcja magnetyczna
I	zakres	I	δI			δ	B	B	δB
[A]	[A]			[mWb]	[mWb]	[%]	[T]		
0,5	0,75	0,004	0,8	1,3	0,5	38	6,9	2,8	40
1	1,5	0,008	0,8	2,5	0,5	20	13,3	2,9	22
1,5	1,5	0,008	0,5	3,6	0,5	14	19,1	3,1	16
2	3	0,02	1	4,7	0,5	11	25,0	3,3	13
2,5	3	0,02	0,8	5,7	0,5	9	30,3	3,3	11
3	3	0,02	0,7	6,6	0,5	8	35,1	3,5	10
3,5	7,5	0,04	1,1	7,4	0,5	7	39,4	3,5	9
4	7,5	0,04	1	8,0	0,5	6	42,6	3,4	8

Przykładowe obliczenia:

A

mWb

n = 40

S = 4,7 * 10^-6 m²

T

4. Pomiar zależności U_H = f(B) przy ustalonym I. Wielkość B zmieniamy przez regulację natężenia prądu I_m.

I_s = (5,00
0,04) A

A

U_H = 0,0049V - po wsunięciu płytki z Hallotronem

B	Izakr	I	I	UH	UH
[T]	[mA]	[mA]	[mA]	[V]	[V]
0,05	15	14	0,08	0,0262	0,0001
0,1	30	30	0,2	0,0546	0,0001
0,15	75	44	0,4	0,0806	0,0001
0,2	75	59	0,4	0,1098	0,0001
0,25	75	74	0,4	0,1382	0,0001
0,3	150	88	0,8	0,1658	0,0001
0,35	150	103	0,8	0,1949	0,0001
0,4	150	118	0,8	0,2238	0,0001
0,45	150	133	0,8	0,2533	0,0001
0,5	150	148	0,8	0,2828	0,0001

CZUŁOŚĆ HALLOTRONU.

5. Badanie zależności U_H = f(I) przy ustalonym B.

B = 0,5 T 148 mA

Wyniki pomiarów:

Is	UH	UH	γ	γ
[mA]	[V]	[V]	[-]	[-]
1	0,0558	0,0001	111,6	6,9
1,5	0,0858	0,0001	114,4	7,1
2	0,1133	0,0001	113,3	7,0
2,5	0,1419	0,0001	113,5	7,0
3	0,1708	0,0001	113,9	7,1
3,5	0,1993	0,0001	113,9	7,1
4	0,2277	0,0001	113,9	7,1
4,5	0,2556	0,0001	113,6	7,0
5	0,2842	0,0001	113,7	7,0

Przykładowe obliczenia:

1. czułość hallotronu.

2. koncentracja elektronów swobodnych.

e = 1,6 * 10^-19 C

d = 0,1 * 10^-3 m

6. WNIOSKI.

W pierwszej części doświadczenia, która polegała na pomiarze strumienia magnetycznego fluksometrem zauważyć możemy, że błędy pomiarów są dość duże, a wynikają one przede wszystkim z klasy przyrządów. Ze względu na konieczność wyliczenia również i wartość indukcji obarczona jest dużym błędem (nawet 40%). Po zmianie polaryzacji niewiele się zmieniło. Pomiary przeprowadzone w drugiej części ćwiczenia z użyciem hallotronu były dokładniejsze. Wyznaczone czułości hallotronu w różnych pomiarach pokrywają się w granicach błędu. Błędy te wynikają z niedokładności przyrządów użytych w doświadczeniu, a szczególnie amperomierzy analogowych. Zarówno zależność U_H = f(B) jak i zależność U_H = f(I_s) są zależnościami liniowymi, co widać z dołączonych wykresów.

Politechnika Wrocławska™ - Instytut Fizyki ©1998

- 2 -

---