skanuj0098

196

Efekt Halla jest podstawą działania elementu elektronicznego zwanego kallo tronem. Hallotrony wykorzystuje się przede wszystkim do wykrywania pola magnetycznego i pomiaru indukcji magnetycznej, zwłaszcza w maszynach elektrycznych.

Ponadto mogą być zastosowane m. in.

-    do pomiaru natężeń silnych prądów stałych,

-    mocy prądów stałych, zmiennych i szybkozmiennych,

-    jako elementy komputerów,

-    w urządzeniach przekształcających prąd stały na zmienny.

Zapiszmy wzór (1) w postaci:

i    U _H =—-■ I ■ B = y-I ■ B ,    (2)

h

gdzie: y = \R_Hjh nazywa się stałą hallotronu.

Aby uzyskać dużą wartość stałej y do wykonania hallotronów stosuje się najczęściej cienkie warstwy z półprzewodników typu n naparowane na ceramiczne podłoże. Wykorzystywane są następujące materiały: german, krzem, antymonek indu, arsenek indu, tellurek rtęci.

Wartości stałych Halla dla tych materiałów [3] podane są w tabeli:

Tabela 1

Materiał	Rh (m^3/C)
Ge	3 TO'^3
Si	5,5' KT*
InAs	1 ' KT^4
HgTe	1,3' 10"^5

Wykonane ż tego samego materiału hallotrony nie zawsze mają identyczne parametry.; Dlatego każdy hallotron posiada indywidualną charakterystykę. Trudno jesp praktycznie tak umieścić elektrody do pomiaru napięcia Halla, aby znajdował^ się na jednej powierzchni ekwipotencjalnej. W związku z tym, nawet w nieobecności pola magnetycznego, między tymi elektrodami istnieje zazwyczaj pewne napięcie Ur, zwane napięciem asymetrii, proporcjonalne do natężenia prądu zasilającego hallotron. Mierzone napięcie wynosi zatem:

U = U_H+U_R =yIB + R-1

W układach pomiarowych napięcie asymetrii kompensuje się zazwyczaj elektronicznie za pomocą odpowiednio włączonego potencjometru. Można także zmierzyć je wcześniej i odjąć od napięcia U w celu wyznaczenia Uh-

2. Metoda pomiaru

Układ pomiarowy zastosowany w ćwiczeniu przedstawiony jest na iys 3.

Hallotron znajduje się wewnątrz solenoidu nawiniętego na korpusie walcowym o promieniu r - 5,0 cm i długości L =18,8 cm. Uzwojenie wykonane jest w postaci 11 warstw drutu o średnicy 0,65 mm po 218 zwojów, co daje iV=2398 zwojów. Hallotron można przemieszczać zarówno wzdłuż osi solenoidu, jak i wzdłuż jego poziomej średnicy odczytując na skalach położenie

solenoidu

względem geometrycznego środka solenoidu. Natężenie prądu zasilającego hallotron, rzędu kilku miliamperów, można regulować. Napięcie Halla wyznacza się za pomocą woltomierza cyfrowego. Sole-noid zasilany jest za pomocą zasilacza dającego stabilizowane natężenie prądu, które można zmieniać. Prąd włącza się specjalnym przyciskiem tylko na kilkusekundowy ołrres czasu, potrzebny do odczytu napięcia na woltomierzu cyfrowym, aby nie dopuścić do przegrzania solenoidu.

Rys.3. Schemat układu pomiarowego